JP3260915B2 - Short pulse laser light source - Google Patents
Short pulse laser light sourceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は短パルスレーザ光源に関
するもので、特にモードロッキング短パルスレーザ光源
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short pulse laser light source, and more particularly to a mode-locking short pulse laser light source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】短パルスレーザ光源として、受動モード
ロックあるいは能動モードロックの手法を用いた短パル
スレーザ光源が知られている。2. Description of the Related Art As a short pulse laser light source, a short pulse laser light source using a passive mode-locking or active mode-locking technique is known.
【０００３】受動モードロック方式のレーザ光源は、レ
ーザ共振器内に可飽和吸収体として色素溶液を配置し、
光パルスがこの色素溶液を通過する際、パルス波形に応
じて損失或いは位相変調が自動的に生じることにより短
パルス光が得られるものが実用化されている。一方、能
動モードロック方式のレーザ光源は、光変調素子を用
い、光の走行周期に合わせた信号を加えて位相を強制的
に同期する方法により、短パルス光が得られるものが実
用化されている。In a passive mode-locked laser light source, a dye solution is arranged as a saturable absorber in a laser resonator,
When a light pulse passes through the dye solution, a loss or a phase modulation automatically occurs according to the pulse waveform, so that a short pulse light is obtained. On the other hand, an active mode-locked laser light source has been put into practical use in which a short pulse light can be obtained by a method using an optical modulation element and forcibly synchronizing a phase by adding a signal in accordance with a light traveling cycle. I have.
【０００４】また、他の短パルスレーザ光源として、特
開平１−１４７８８１号公報に開示の、２種の波長の短
パルス光を得ることのできるものがある。これは、図８
のように構成されており、ミラーＭ1 ，Ｍ2 からなるレ
ーザ共振器中に、レーザ媒質１と非線形光学媒質Ｘとミ
ラーＭ3 が配設されている。Further, as another short pulse laser light source, there is a light source capable of obtaining short pulse light of two wavelengths disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-147881. This is shown in FIG.
It is configured as, in the laser resonator composed of the mirror M 1, M 2, laser medium 1 and the nonlinear optical medium X and the mirror M 3 are disposed.
【０００５】この構成によれば、レーザ媒質１がポンピ
ングされることにより、レーザ媒質によって決まる周波
数（基本周波数）を持つレーザ共振光が生成され、この
レーザ共振光が非線形光学媒質Ｘに入射すると、非線形
光学媒質Ｘでは基本周波数の２倍の周波数の放射光（第
２高調波；ＳＨＧ）が得られる。ここで、ミラーＭ１は
基本周波数の光を全反射し、ミラーＭ２ はＳＨＧの１
００％、基本周波数の２５％を反射し、ミラーＭ3 はＳ
ＨＧを選択反射する。ミラーＭ2 が基本周波数の２５％
を反射することにより、パルス波形に応じて損失が生
じ、短パルス光が得られる。According to this configuration, when the laser medium 1 is pumped, laser resonance light having a frequency (fundamental frequency) determined by the laser medium is generated. When the laser resonance light enters the nonlinear optical medium X, In the nonlinear optical medium X, radiation light (second harmonic; SHG) having a frequency twice the fundamental frequency can be obtained. Here, the mirror M 1 is totally reflected light of the fundamental frequency, the mirror M 2 is the SHG 1
00% and 25% of the fundamental frequency are reflected, and the mirror M 3 is S
HG is selectively reflected. 25% mirror M 2 is of fundamental frequency
Is reflected, a loss occurs according to the pulse waveform, and a short pulse light is obtained.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した受動モードロ
ック方式では色素溶液が用いられるが、色素の種類が限
られることや、寿命が短く長時間安定した出力が得られ
ないという問題点があった。一方、能動モードロック方
式では構造が複雑になり、パルス発振のモードロックも
困難であるという問題点があった。また、いずれも所望
の波長の短パルス光を、広い範囲にわたって選択的に生
成し取り出すことはできない。The above-described passive mode-locking method uses a dye solution, but has the problems that the kind of the dye is limited and that the life is short and a stable output cannot be obtained for a long time. . On the other hand, the active mode-locking method has a problem that the structure is complicated and that the mode locking of pulse oscillation is difficult. In addition, none of them can selectively generate and extract short pulse light of a desired wavelength over a wide range.
【０００７】また、特開平１−１４７８８１号公報のも
のは、構造は単純であるものの、上記のように、あらゆ
る強度の光を均一に反射する反射率固定のミラーにより
短パルス化を行っているのでパルス時間幅の十分狭い短
パルス光を得ることができないという問題点があった。
さらに、レーザ共振器内にＳＨＧ結晶と呼ばれる非線形
光学媒質Ｘをセットすることにより、基本周波数の短パ
ルス光に加え、基本周波数の２倍の周波数の短パルス光
を得ることができるが、その周波数は基本周波数の２倍
に固定されていた。すなわち、短パルス光の波長を選択
することができないという問題点があった。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-147881, although the structure is simple, as described above, the pulse is shortened by a mirror having a fixed reflectivity that uniformly reflects light of any intensity. Therefore, there is a problem that short pulse light having a sufficiently narrow pulse time width cannot be obtained.
Further, by setting a nonlinear optical medium X called an SHG crystal in the laser resonator, short pulse light having a frequency twice the fundamental frequency can be obtained in addition to short pulse light having the fundamental frequency. Was fixed to twice the fundamental frequency. That is, there is a problem that the wavelength of the short pulse light cannot be selected.
【０００８】本発明は、上記の問題点を克服するために
なされたもので、光パラメトリック過程を利用すること
によりモードロッキングを行い、パルス時間幅の十分狭
い短パルス光を出力できる短パルスレーザ光源を提供す
るとともに、多波長を同時に出力し広い範囲にわたり所
望の波長の短パルス光を選択的に生成し取り出すことの
可能な短パルスレーザ光源を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems. A short pulse laser light source capable of performing mode locking by utilizing an optical parametric process and outputting a short pulse light having a sufficiently narrow pulse time width. And a short-pulse laser light source capable of simultaneously outputting multiple wavelengths and selectively generating and extracting short-pulse light having a desired wavelength over a wide range.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の短パ
ルスレーザ光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内
部に有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に
設けられた非線形光学媒質と、レーザ媒質からの生成光
が非線形光学媒質に入射されたときに生起する光パラメ
トリック過程での生成光を選択的に抽出して該非線形光
学媒質に再入射する抽出手段とを備え、抽出手段による
再入射によって非線形光学媒質で生起する光パラメトリ
ック逆過程での生成光をレーザ媒質にフィードバックす
るようにしたことを特徴とする。ここで、この短パルス
レーザ光源は、非線形光学媒質と抽出手段の間の光路上
に光パラメトリック過程での生成光の群速度分散を補正
する光学手段を配設することを特徴としてもよい。A first short-pulse laser light source according to the present invention comprises a laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a nonlinear optical element provided inside the laser resonator. A medium, and extracting means for selectively extracting light generated in an optical parametric process that occurs when light generated from the laser medium is incident on the nonlinear optical medium and re-entering the nonlinear optical medium. The light generated in the optical parametric reverse process generated in the nonlinear optical medium by the re-incidence by the means is fed back to the laser medium. Here, the short-pulse laser light source may be characterized in that an optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process is provided on an optical path between the nonlinear optical medium and the extracting means.
【００１０】また、本発明に係る第２の短パルスレーザ
光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に有する
レーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設けられた
非線形光学媒質と、レーザ媒質からの生成光が非線形光
学媒質に入射されたときに生起する光パラメトリック過
程での生成光を選択的に抽出して該非線形光学媒質に再
入射する抽出手段と、光パラメトリック過程での生成光
であって抽出手段による再入射によって非線形光学媒質
で生起する光パラメトリック逆過程に関与しないものを
選択して共振器から出射させる選択出射手段とを備え、
再入射によって非線形光学媒質で生起する光パラメトリ
ック逆過程での生成光をレーザ媒質にフィードバックす
るようにしたことを特徴とする。ここで、この短パルス
レーザ光源は、非線形光学媒質を回転する回転手段、或
いは非線形光学媒質の温度を調節する温度調節手段を有
することを特徴としてもよい。さらに、光パラメトリッ
ク過程での生成光の群速度分散を補正する一つ以上の光
学手段を有することを特徴としてもよい。A second short-pulse laser light source according to the present invention comprises a laser medium, a laser resonator having the laser medium inside, a nonlinear optical medium provided inside the laser resonator, and a laser. Extraction means for selectively extracting light generated in an optical parametric process that occurs when light generated from the medium is incident on the nonlinear optical medium and re-entering the nonlinear optical medium; and generating light in the optical parametric process. And a selective emission means for selecting one that does not participate in the optical parametric inverse process generated in the nonlinear optical medium by re-incidence by the extraction means and emitting the light from the resonator,
It is characterized in that light generated in the optical parametric reverse process generated in the nonlinear optical medium by re-incident is fed back to the laser medium. Here, the short-pulse laser light source may include a rotating unit for rotating the nonlinear optical medium or a temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the nonlinear optical medium. Further, it may be characterized by having one or more optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.
【００１１】また、本発明に係る第３の短パルスレーザ
光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に有する
レーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設けられ
た、レーザ媒質からの生成光の入射により光パラメトリ
ック過程を生起する第１の非線形光学媒質と、光パラメ
トリック過程での生成光を選択的に抽出する抽出手段
と、抽出手段によって抽出された光パラメトリック過程
での生成光の入射により光パラメトリック逆過程を生起
する第２の非線形光学媒質とを備え、光パラメトリック
逆過程での生成光をレーザ媒質にフィードバックするよ
うにしたことを特徴とする。ここで、この短パルスレー
ザ光源は、第１の非線形光学媒質と第２の非線形光学媒
質の間の光路上に前記光パラメトリック過程での生成光
の群速度分散を補正する光学手段を配設することを特徴
としてもよい。さらに、共振器内の光路長を調節する光
路長調節手段を有し、該光路を互いに逆向きに進むレー
ザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突するよう
にしたことを特徴としてもよい。A third short-pulse laser light source according to the present invention provides a laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a laser medium provided inside the laser resonator. A first nonlinear optical medium that generates an optical parametric process by the incidence of light, an extracting unit that selectively extracts light generated in the optical parametric process, and an incidence of the generated light in the optical parametric process extracted by the extracting unit And a second non-linear optical medium that generates an optical parametric inverse process, whereby the light generated in the optical parametric inverse process is fed back to the laser medium. Here, the short pulse laser light source is provided with optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process on an optical path between the first nonlinear optical medium and the second nonlinear optical medium. It may be characterized. The optical path length adjusting means for adjusting the optical path length in the resonator may be provided so that light generated from a laser medium traveling in opposite directions in the optical path may collide in a nonlinear optical medium. .
【００１２】また、本発明に係る第４の短パルスレーザ
光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に有する
レーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設けられ
た、レーザ媒質からの生成光の入射により光パラメトリ
ック過程を生起する第１の非線形光学媒質と、光パラメ
トリック過程での生成光を選択的に抽出する抽出手段
と、抽出手段によって抽出された光パラメトリック過程
での生成光の入射により光パラメトリック逆過程を生起
する第２の非線形光学媒質と、第１の非線形光学媒質で
生起する光パラメトリック過程での生成光であって第２
の非線形光学媒質で生起する光パラメトリック逆過程に
関与しないものを選択して共振器から出射させる選択出
射手段とを備え、光パラメトリック逆過程での生成光を
レーザ媒質にフィードバックするようにしたことを特徴
とする。ここで、この短パルスレーザ光源は、第１の非
線形光学媒質を回転する回転手段と、第２の非線形光学
媒質を回転する回転手段とを有し、双方を連動操作する
ことを特徴としてもよい。また、第１および第２の非線
形光学媒質の温度を調節する温度調節手段を有すること
を特徴としてもよい。さらに、共振器内の光路長を調節
する光路長調節手段を有し、該光路を互いに逆向きに進
むレーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突す
るようにしたことを特徴としてもよい。またさらに、光
パラメトリック過程での生成光の群速度分散を補正する
一つ以上の光学手段を有することを特徴としてもよい。A fourth short-pulse laser light source according to the present invention provides a laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a laser medium provided inside the laser resonator. A first nonlinear optical medium that generates an optical parametric process by the incidence of light, an extracting unit that selectively extracts light generated in the optical parametric process, and an incidence of the generated light in the optical parametric process extracted by the extracting unit And a second nonlinear optical medium that generates an optical parametric inverse process, and a light generated in the optical parametric process that occurs in the first nonlinear optical medium.
And a selective emission means for selecting an element that does not participate in the optical parametric reverse process that occurs in the nonlinear optical medium and emitting the light from the resonator, so that light generated in the optical parametric inverse process is fed back to the laser medium. Features. Here, the short-pulse laser light source may include a rotating unit for rotating the first nonlinear optical medium and a rotating unit for rotating the second nonlinear optical medium, and both may be operated in conjunction with each other. . Further, it may be characterized by having a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the first and second nonlinear optical media. The optical path length adjusting means for adjusting the optical path length in the resonator may be provided so that light generated from a laser medium traveling in opposite directions in the optical path may collide in a nonlinear optical medium. . Furthermore, it may be characterized by having one or more optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.
【００１３】[0013]
【作用】本発明に係る第１の短パルスレーザ光源では、
レーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質に入射して光
パラメトリック過程が生起すると、この光パラメトリッ
ク過程で生成する光の強度と入射光強度の比が非線形と
なり、この光パラメトリック過程によって強度比が強調
された生成光が、抽出手段により抽出されて再び非線形
光学媒質に入射される。そして、光パラメトリック逆過
程により、再び強度比が強調されるので、抽出手段（例
えばミラー）と非線形光学媒質の組み合わせは、光強度
が高いほど反射率が高率となるミラーとして働く。この
ため、短パルス光の生成が可能となり、抽出手段から、
レーザ媒質からの生成光であって光パラメトリック過程
に関与しないものが短パルス光として出射する。また、
再入射の後に非線形光学媒質から出射した光は、レーザ
媒質に帰還して誘導放出を引き起こす。In the first short pulse laser light source according to the present invention,
When the light generated from the laser medium enters the nonlinear optical medium and an optical parametric process occurs, the ratio of the intensity of the light generated in the optical parametric process to the incident light intensity becomes nonlinear, and the intensity ratio is enhanced by the optical parametric process. The generated light thus extracted is extracted by the extraction means and is incident on the nonlinear optical medium again. Then, the intensity ratio is emphasized again by the optical parametric inverse process, so that the combination of the extracting means (for example, a mirror) and the nonlinear optical medium functions as a mirror whose reflectance increases as the light intensity increases. For this reason, it is possible to generate short pulse light, and from the extracting means,
Light generated from the laser medium and not involved in the optical parametric process is emitted as short pulse light. Also,
Light emitted from the nonlinear optical medium after re-incidence returns to the laser medium and causes stimulated emission.
【００１４】各光学素子の屈折率の波長分散は、光パラ
メトリック過程での生成光の群速度分散を引き起こす。
非線形光学媒質と抽出手段の間の光路上に配設された群
速度分散補正用の光学手段は、この群速度分散を補正し
てから、光パラメトリック過程での生成光を非線形光学
媒質に再入射させる。The wavelength dispersion of the refractive index of each optical element causes the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.
The optical means for correcting the group velocity dispersion disposed on the optical path between the nonlinear optical medium and the extracting means corrects the group velocity dispersion and then re-enters the light generated in the optical parametric process into the nonlinear optical medium. Let it.
【００１５】本発明に係る第２の短パルスレーザ光源で
は、上記の第１の短パルスレーザ光源と同様の作用に加
え、選択出射手段が、光パラメトリック過程での生成光
であって光パラメトリック逆過程に関与しないものを選
択し、これを短パルス光として出射させる。逆過程での
生成光は、レーザ媒質に帰還して誘導放出を引き起こ
す。In the second short-pulse laser light source according to the present invention, in addition to the same operation as that of the first short-pulse laser light source, the selective emission means outputs light generated in an optical parametric process, Those that do not participate in the process are selected and emitted as short pulse light. The light generated in the reverse process returns to the laser medium and causes stimulated emission.
【００１６】本発明に係る第３の短パルスレーザ光源
は、上記の第１の短パルスレーザ光源において、光パラ
メトリック過程を生起する非線形光学媒質と逆過程を生
起する非線形光学媒質を別にしたものである。レーザ媒
質からの生成光が一方の非線形光学媒質に入射して光パ
ラメトリック過程が生起すると、該光パラメトリック過
程で生成する光の強度と入射光強度の比が非線形とな
り、この光パラメトリック過程によって強度比が強調さ
れた生成光が、抽出手段により抽出され、もう一方の非
線形光学媒質に入射される。そして、光パラメトリック
逆過程により、再び強度比が強調されるので、光パラメ
トリック過程を生起する非線形光学媒質から抽出手段
（例えばミラー）さらに逆過程を生起する非線形光学媒
質へ至る組み合わせは、光強度が高いほど反射率が高率
となるミラーとして働く。このため、短パルス光の生成
が可能となり、抽出手段から、レーザ媒質からの生成光
であって光パラメトリック過程に関与しないものが短パ
ルス光として出射する。また、逆過程での生成光は、レ
ーザ媒質に帰還して誘導放出を引き起こす。A third short-pulse laser light source according to the present invention differs from the first short-pulse laser light source in that a nonlinear optical medium that causes an optical parametric process and a nonlinear optical medium that causes an inverse process are different. is there. When light generated from the laser medium enters one nonlinear optical medium and an optical parametric process occurs, the ratio of the intensity of the light generated in the optical parametric process to the incident light intensity becomes non-linear, and the intensity ratio is increased by the optical parametric process. The generated light in which is emphasized is extracted by the extracting means, and is incident on the other nonlinear optical medium. Then, since the intensity ratio is emphasized again by the optical parametric inverse process, the combination from the nonlinear optical medium that causes the optical parametric process to the extracting means (for example, a mirror) and further to the nonlinear optical medium that causes the inverse process has a light intensity. The higher the reflectance, the higher the reflectance of the mirror. Therefore, short pulse light can be generated, and light generated from the laser medium and not involved in the optical parametric process is emitted from the extraction means as short pulse light. Further, the light generated in the reverse process returns to the laser medium to cause stimulated emission.
【００１７】さらに、双方の非線形光学媒質の間の光路
上に群速度分散補正用の光学手段を配設すれば、光パラ
メトリック過程での生成光は、その群速度分散が補正さ
れた上で、逆過程を生起する非線形光学媒質に入射す
る。Further, if the optical means for correcting the group velocity dispersion is provided on the optical path between the two nonlinear optical media, the light generated in the optical parametric process will have its group velocity dispersion corrected, The light enters the nonlinear optical medium that causes the reverse process.
【００１８】本発明に係る第４の短パルスレーザ光源で
は、上記第３の短パルスレーザ光源と同様の作用に加
え、選択出射手段が、光パラメトリック過程での生成光
であって逆過程に関与しないものを選択し、短パルス光
として出射する。逆過程での生成光は出射せずに、レー
ザ媒質に帰還して誘導放出を引き起こす。In the fourth short-pulse laser light source according to the present invention, in addition to the same operation as the third short-pulse laser light source, the selective emission means is a light generated in an optical parametric process and is involved in the reverse process. Those that are not to be selected are emitted as short pulse light. The light generated in the reverse process does not exit, but returns to the laser medium to cause stimulated emission.
【００１９】また、上記第２及び第４の短パルスレーザ
光源において、回転手段は、媒質を回転して媒質の向き
を調節し、温度調節手段は、媒質の温度を調節する。In the second and fourth short pulse laser light sources, the rotating means rotates the medium to adjust the direction of the medium, and the temperature adjusting means adjusts the temperature of the medium.
【００２０】さらに、上記第２及び第４の短パルスレー
ザ光源において、群速度分散補正用の光学手段は、光パ
ラメトリック過程での生成光の群速度分散を補正する。Further, in the second and fourth short pulse laser light sources, the optical means for correcting the group velocity dispersion corrects the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.
【００２１】また、上記第３及び第４の短パルスレーザ
光源において、光路長調節手段は、互いに逆向きに進む
レーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突する
ように共振器内の光路長を調節する。In the third and fourth short-pulse laser light sources, the optical path length adjusting means may include an optical path in the resonator so that light generated from the laser medium traveling in opposite directions may collide in the nonlinear optical medium. Adjust the length.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
に係る短パルスレーザ光源を説明する。尚、図面の説明
において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説
明は省略することがある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A short pulse laser light source according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, and redundant description may be omitted.
【００２３】第１実施例は、本発明の第１及び第２の短
パルスレーザ光源の実施例である。図１は本実施例に係
る短パルスレーザ光源の構成を示している。図示の通
り、一対のミラーＭ1 ，Ｍ2 によりレーザ共振器が構成
され、この内部にレーザ媒質１，非線形光学結晶Ｘおよ
び偏光素子２が設置される。レーザ媒質１は例えばＮ
ｄ：ＹＡＧレーザロッドで構成され、その場合の発光波
長はλOSC ＝１０６４ｎｍとすることができる。なお、
このレーザ媒質１は、図示しない光源によりポンピング
される。The first embodiment is an embodiment of the first and second short pulse laser light sources of the present invention. FIG. 1 shows a configuration of a short pulse laser light source according to the present embodiment. As shown, a pair of mirrors M 1 and M 2 constitute a laser resonator, in which a laser medium 1, a nonlinear optical crystal X and a polarizing element 2 are installed. The laser medium 1 is, for example, N
d: constituted by a YAG laser rod, in which case the emission wavelength can be λ OSC = 1064 nm. In addition,
The laser medium 1 is pumped by a light source (not shown).
【００２４】偏光素子２はレーザ発振光を紙面に平行な
偏波面を有する光にするためのもので、これによって非
線形光学結晶Ｘ内で光パラメトリック過程が起こりやす
くなる。非線形光学結晶Ｘは正、逆の光パラメトリック
過程を生じさせるもので、生成される光の波長は可変で
あるが、詳細は後述する。コリメートレンズＬ1 ，Ｌ2
はレーザ光のビームを細く絞り、光パワー密度を上げて
非線形光学結晶Ｘに入射するためのものである。The polarizing element 2 is used to convert the laser oscillation light into a light having a plane of polarization parallel to the plane of the drawing. This makes it easier for an optical parametric process to occur in the nonlinear optical crystal X. The nonlinear optical crystal X causes forward and reverse optical parametric processes, and the wavelength of the generated light is variable. The details will be described later. Collimating lens L 1, L 2
Is for narrowing the beam of the laser light to increase the light power density and to enter the nonlinear optical crystal X.
【００２５】ミラーＭ1 は全反射ミラーであるのに対
し、ミラーＭ2 は特定波長の光を選択的に反射するミラ
ーである。すなわち、光パラメトリック過程によって生
じる波長λS1，λS2（可変波長）の光に対する反射率を
ＲS1，ＲS2とし、波長λOSC （固定波長）の光に対する
反射率をＲOSC とすると、ミラーＭ2 は、ＲS1，ＲS2は
高く（λS1，λS2の光を高率で反射する。）、ＲOSC は
低い（λOSC の光を高率で透過する。）。具体的には、
レーザ媒質１からの光の波長λOSC が１０６４ｎｍのと
きには、ミラーＭ2 の反射率は、図２に示すようにな
る。While the mirror M 1 is a total reflection mirror, the mirror M 2 is a mirror that selectively reflects light of a specific wavelength. That is, assuming that the reflectances for light of wavelengths λ S1 and λ S2 (variable wavelengths) generated by the optical parametric process are R S1 and R S2 and the reflectance for light of wavelength λ OSC (fixed wavelength) is R OSC , the mirror M In the case of No. 2 , R S1 and R S2 are high (the light of λ S1 and λ S2 is reflected at a high rate), and R OSC is low (the light of λ OSC is transmitted at a high rate). In particular,
When the wavelength lambda OSC of the light from the laser medium 1 is 1064nm, the reflectivity of the mirror M 2 is as shown in FIG.
【００２６】次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.
【００２７】まず、非線形光学効果を有する図１の結晶
Ｘ内では、光パラメトリック過程により、 １／λOSC ＝１／λS1＋１／λS2…………（１） の関係で波長λS1，λS2の二つの波が発生する。そし
て、この結晶Ｘの結晶軸ｃとλOSC の励起光とのなす角
度θを変化させることによって、λS1，λS2はチューニ
ングすることができる。ここで、それぞれの波の強度を
ＩOSC ，ＩS1，ＩS2とすると、パラメトリック過程によ
るλOSC 光からλS1，λS2光への変換効率ηは、 η＝（ＩS1＋ＩS2）／ＩOSC ………………（２） で表されるが、光パラメトリック過程では変換効率ηは
光強度ＩOSC に比例する。すなわち、次式 η＝κ・ＩOSC κは比例定数……（３） のようになる。したがってパラメトリック出力は、 ＩS1＋ＩS2＝κ・ＩOSC 2 …………………（４） となる。Firstly, within the crystal X of Figure 1 having a nonlinear optical effect, the optical parametric process, 1 / λ OSC = 1 / λ S1 + 1 / λ S2 ............ wavelength lambda S1 in relation (1), Two waves of λ S2 are generated. By changing the angle θ between the crystal axis c of the crystal X and the excitation light of λ OSC , λ S1 and λ S2 can be tuned. Here, assuming that the intensities of the respective waves are I OSC , I S1 and I S2 , the conversion efficiency η from λ OSC light to λ S1 and λ S2 light by the parametric process is η = (I S1 + I S2 ) / I S OSC ... (2) In the optical parametric process, the conversion efficiency η is proportional to the light intensity I OSC . That is, the following equation η = κ · I OSC κ is proportional constant (3). Therefore, the parametric output is as follows: I S1 + I S2 = κ · I OSC 2 (4)
【００２８】このとき、ミラーＭ2 は図２に示すよう
に、波長λOSC に対しては低い反射率（ＲOSC ）を持
ち、かつ波長λS1，λS2に対して高い反射率（ＲS1，Ｒ
S2，ここではＲS と簡略化する）をもっているものとす
ると、ミラーＭ2 から反射する光の強度は ＲS1ＩS1＋ＲS2ＩS2＝ＲS ・κ・ＩOSC 2 …（５） となる。At this time, as shown in FIG. 2, the mirror M 2 has a low reflectance (R OSC ) for the wavelength λ OSC and a high reflectance (R S1 ) for the wavelengths λ S1 and λ S2 . , R
S2 , which is simplified here as R S ), the intensity of the light reflected from the mirror M 2 is R S1 I S1 + R S2 I S2 = R S · κ · I OSC 2 (5) .
【００２９】このようなミラーＭ2 からの反射光、すな
わち波長λS1，λS2の光が再び非線形光学効果を有する
図１の結晶Ｘに入射すると、先に述べたのとは逆のパラ
メトリック過程が生じ、波長λOSC の光が発生する。こ
のときの変換効率をξとすれば、結晶Ｘから出てくる波
長λOSC の光の強度は ξ・（ＲS ・κ・ＩOSC 2 ）2 …………………………（６） と記述できる。When such reflected light from the mirror M 2 , that is, light of wavelengths λ S1 and λ S2 again enters the crystal X of FIG. 1 having a nonlinear optical effect, a parametric process reverse to that described above is performed. And light of wavelength λ OSC is generated. Assuming that the conversion efficiency at this time is ξ, the intensity of the light of wavelength λ OSC coming out of the crystal X is Ｒ · (R s κ · I OSC 2 ) 2 ... ).
【００３０】このことから、非線形光学結晶Ｘとミラー
Ｍ2 の組み合せは、波長λOSC に対する反射率が α・ＩOSC 3 …………………………（７） で非線形的に変化するミラー（強い光ほど高率で反射す
るミラー）と考えることができる。Therefore, in the combination of the nonlinear optical crystal X and the mirror M 2 , the reflectance with respect to the wavelength λ OSC changes non-linearly with α · I OSC 3 ... (7). It can be considered as a mirror (a mirror that reflects light at a higher rate with higher intensity).
【００３１】これは、先行技術と同様の可飽和吸収色素
を用いるモードロッキングと同等の効果をもっているの
で、短パルス光の発生が可能になる。しかも（７）に示
されるように、非線形光学結晶ＸとミラーＭ2 の組み合
せは、優れた可飽和吸収特性を持った可飽和吸収体であ
る。このため、パルス時間幅の非常に狭い短パルスレー
ザ光を得ることができる。この短パルス光（波長
λOSC ）は、ミラーＭ2 から出射する。This has the same effect as mode locking using a saturable absorbing dye as in the prior art, so that short pulse light can be generated. Moreover, as shown in (7), the combination is a nonlinear optical crystal X and the mirror M 2, is a saturable absorber with excellent saturable absorption characteristics. Therefore, a short pulse laser beam having a very narrow pulse time width can be obtained. The short pulse light (wavelength lambda OSC) is emitted from the mirror M 2.
【００３２】図２の場合、λOSC をＮｄ：ＹＡＧレーザ
の発振波長１０６４ｎｍとすると、パラメトリックモー
ドロッキングにより発生する光の波長λS1，λS2は、例
えば１８００ｎｍと２６０２ｎｍとなる。この光が光学
結晶Ｘやその他の光学素子に入射すると、屈折率の波長
分散により群速度分散が起こる。そのため、λS1，λS2
光が非線形光学結晶Ｘに再入射するタイミングがずれ、
結晶Ｘで生起する光パラメトリック逆過程の効率が落ち
てしまう。そこで、非線形光学結晶ＸとミラーＭ2 の間
の光路上に群速度分散を補正する光学手段（具体的な形
態は後述する。）を設置すれば、光パラメトリック逆過
程の効率が上がり、その結果得られる短パルス光の出力
強度を高めることができる。In the case of FIG. 2, when λ OSC is the oscillation wavelength of the Nd: YAG laser of 1064 nm, the wavelengths λ S1 and λ S2 of the light generated by the parametric mode locking are, for example, 1800 nm and 2602 nm. When this light is incident on the optical crystal X and other optical elements, group velocity dispersion occurs due to wavelength dispersion of the refractive index. Therefore, λ S1 , λ S2
The timing at which light re-enters the nonlinear optical crystal X is shifted,
The efficiency of the optical parametric reverse process that occurs in the crystal X decreases. Therefore, if installing optical means (specific forms will be described later.) For correcting group velocity dispersion in the optical path between the nonlinear optical crystal X and the mirror M 2, up efficiency of optical parametric inverse process, as a result The output intensity of the obtained short pulse light can be increased.
【００３３】また、ＲS1，ＲS2は低く（λS1，λS2の光
を高率で透過する。）、ＲOSC は高い（λOSC の光を高
率で反射する。）ミラーＭ3 を設置すれば、λS1，λS2
光をも取り出すことができる。すなわち、λS1，λS2及
びλOSC の３波長の同時発振が可能となっている。ま
た、結晶Ｘの結晶軸の方向を変えるなり温度を変えるな
りして位相整合条件を調節すれば、波長λS1，λS2は広
い範囲にわたって選択することができ、λOSC 光も加え
た多波長の短パルス光を得ることが可能である。本実施
例では、回転手段７（図示せず）を操作して結晶軸の向
きを変えることにより波長可変としている。The mirror M 3 has low R S1 and R S2 (transmits light of λ S1 and λ S2 at a high rate) and high R OSC (reflects light of λ OSC at a high rate). If installed, λ S1 , λ S2
Light can also be extracted. That is, simultaneous oscillation of three wavelengths of λ S1 , λ S2 and λ OSC is possible. Further, if the phase matching condition is adjusted by changing the direction of the crystal axis of crystal X or changing the temperature, the wavelengths λ S1 and λ S2 can be selected over a wide range, and a multi-wavelength including λ OSC light is also added. Can be obtained. In the present embodiment, the wavelength is tunable by operating the rotating means 7 (not shown) to change the direction of the crystal axis.
【００３４】次に、第１実施例の、第１の変形例につい
て説明する。これは、図１に示す第１実施例の短パルス
レーザ光源の共振器内に、λOSC 光の高調波を発生させ
る非線形光学結晶を設置した装置である。図３は、この
変形例の装置の構成を示した図である。この装置には、
高調波発生用の結晶としてＳＨＧ結晶Ｘ3 が用いられて
いる。この装置では、λSHG （＝λOSC ／２）の波長の
光で光パラメトリック過程を生じさせる。ここで、第２
高調波に対する反射率をＲSHG とすると、ミラーＭ
2 は、ＲSHG 、ＲS1，ＲS2は高く、ＲOSC は低い。これ
に対し、ミラーＭ3は、ＲSHG 、ＲOSC は高く、ＲS1，
ＲS2は低い。Next, a first modification of the first embodiment will be described. This is an apparatus in which a nonlinear optical crystal for generating a harmonic of λ OSC light is installed in the resonator of the short pulse laser light source of the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the device of this modification. This device includes:
Is SHG crystal X 3 is used as a crystal for harmonic generation. In this apparatus, an optical parametric process is caused by light having a wavelength of λ SHG (= λ OSC / 2). Here, the second
Assuming that the reflectance for harmonics is R SHG , mirror M
2 , R SHG , R S1 , R S2 are high and R OSC is low. On the other hand, the mirror M 3 has a high R SHG and R OSC and a high R S1 ,
R S2 is low.
【００３５】ＳＨＧ結晶Ｘ3 は、波長λOSC の光が入射
すると、その半波長λSHG の第２高調波を生成する。こ
の波長λSHG の光は、非線形光学結晶Ｘに入射して、光
パラメトリック過程を生起する。この過程により発生す
る光の波長λS1，λS2は、 １／λSHG ＝１／λS1＋１／λS2…………（８） の関係を満たす。そして、非線形光学結晶ＸとミラーＭ
2 の組み合わせは、波長λSHG に対する反射率が、 α・ＩSHG 3 ………………………（９） で非線形に変化するミラーと考えることができ、これは
強い光ほど高率で反射する可飽和吸収体として働く。こ
の可飽和吸収体によって反射されたλSHG 光は、ＳＨＧ
結晶Ｘ3 に入射し、λOSC 光を発生させ、レーザ共振を
起こす。この様にして、短パルス光の出力が可能にな
る。そして、λSHG 光はλOSC 光より波長が短いので、
（８）式から明らかなように、λOSC より短い波長の短
パルス光をミラーＭ3 から得ることができる。When the light having the wavelength λ OSC is incident on the SHG crystal X 3 , the second harmonic of the half wavelength λ SHG is generated. The light having the wavelength λ SHG is incident on the nonlinear optical crystal X and causes an optical parametric process. The wavelengths λ S1 and λ S2 of the light generated by this process satisfy the relationship of 1 / λ SHG = 1 / λ S1 + 1 / λ S2 (8). Then, the nonlinear optical crystal X and the mirror M
The combination of 2 can be considered as a mirror whose reflectivity for the wavelength λ SHG changes non-linearly with α · I SHG 3 …………………………… (9) It acts as a reflective saturable absorber. The λ SHG light reflected by this saturable absorber is SHG
The laser beam enters the crystal X 3 and generates λ OSC light to cause laser resonance. In this way, short pulse light can be output. And since λ SHG light has a shorter wavelength than λ OSC light,
(8) As is clear from the equation, it is possible to obtain a short pulse light having a wavelength shorter than lambda OSC from the mirror M 3.
【００３６】なお、高調波発生用の結晶は、ＳＨＧ結晶
に限定されるものではなく、例えば第３、第４高調波を
発生させる非線形光学結晶、またはこれらの組み合わせ
を用いても、同様の効果が得られる。The crystal for generating harmonics is not limited to the SHG crystal. For example, the same effect can be obtained by using a nonlinear optical crystal for generating the third and fourth harmonics or a combination thereof. Is obtained.
【００３７】図４は、第１実施例の、第２の変形例の装
置の構成を示した図である。この装置は、レーザ媒質１
にチタン・サファイア（Ｔｉ：Ａｌ2 Ｏ3 ）のような広
い発振波長範囲を持つ結晶を用いた短パルスレーザ光源
である。この装置は、共振器内に波長選択素子１１（複
屈折フィルターや回折格子など）が設置される。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a device according to a second modification of the first embodiment. This device uses a laser medium 1
Is a short pulse laser light source using a crystal having a wide oscillation wavelength range, such as titanium sapphire (Ti: Al 2 O 3 ). In this device, a wavelength selection element 11 (such as a birefringent filter or a diffraction grating) is provided in a resonator.
【００３８】レーザ媒質からの生成光は、波長選択素子
１１を通過すると、発振波長範囲内のλOSC を中心とし
て数ｎｍ程度のスペクトル幅をもった光となる。ここ
で、λOSC は発振波長範囲内で任意に選択できる。そし
て、このスペクトル幅をもった光によって、光パラメト
リック過程が生起される。When the light generated from the laser medium passes through the wavelength selection element 11, it becomes light having a spectrum width of about several nm around λ OSC within the oscillation wavelength range. Here, λ OSC can be arbitrarily selected within the oscillation wavelength range. An optical parametric process is caused by the light having the spectrum width.
【００３９】この装置では、上記のスペクトル幅が存在
するために、より多くのモードがロッキングされる。し
たがって、よりパルス時間幅を狭くすることが可能であ
る。図５は第２実施例に係る短パルスレーザ光源の構成
図である。この場合には、第１実施例の構成に加え、レ
ーザ共振器内にミラーＭ4 および群速度分散補正用の光
学手段として三角柱状のプリズム３、４が設置されてい
る。In this device, more modes are locked due to the existence of the above-mentioned spectral width. Therefore, it is possible to further narrow the pulse time width. FIG. 5 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to the second embodiment. In this case, in addition to the configuration of the first embodiment, a mirror M 4 and triangular prism-shaped prisms 3 and 4 as optical means for correcting group velocity dispersion are installed in the laser resonator.
【００４０】ミラーＭ4 は全反射ミラーであって、共振
器内の光路設定のために設置されている。The mirror M 4 is a total reflection mirror and is provided for setting an optical path in the resonator.
【００４１】プリズム３、４は図示の通り、互いに向き
を逆にして、しかも向かい合った面が平行になるように
設置される。このプリズム対は、以下説明するようにλ
S1，λS2光の群速度分散補正用の光学手段である。群速
度分散から生ずるλS1，λS2光の時間遅れは、前述した
ような逆過程の効率の低下に加え、ミラーＭ3 から出射
する短パルス光のパルス時間幅の拡大をも引き起こす。
そこで、上述のようにプリズムを対にして設置すること
により、この群速度分散を補正するようにしたものが本
実施例である。したがって、本実施例の装置によれば、
プリズム対による群速度分散の補正作用により、補正を
しない場合に比べて、よりパルス時間幅の狭い短パルス
光をミラーＭ3 から出射させることができる。この場
合、設置するのは図５の位置に限らず、光路上であれば
どの位置にあっても補正することはできるし、共振器外
であっても、λS1，λS2光が入射する位置に設置すれば
同様の効果が得られる。また、上述したような位置に複
数設置してもよい。さらに、非線形光学結晶Ｘとミラー
Ｍ2 の間の光路上に群速度分散を補正する光学手段とし
てプリズム対を設置することにより、逆過程の効率を上
げ、λS1、λS2光及びλOSC 光の出力強度を高めること
ができる。As shown in the figure, the prisms 3 and 4 are installed so that their directions are opposite to each other, and the opposing surfaces are parallel. This prism pair has a λ
Optical means for correcting group velocity dispersion of S1 and λS2 light. Group velocity dispersion arising from the lambda S1, lambda S2 the time delay of the light, in addition to a reduction in the efficiency of the reverse process as described above, also causes the expansion of the pulse time width of the pulsed light emitted from the mirror M 3.
In this embodiment, the group velocity dispersion is corrected by installing a pair of prisms as described above. Therefore, according to the device of the present embodiment,
The corrective action of the group velocity dispersion by the prism pair, as compared with the case where no correction, can be emitted more pulse time narrower pulse light from the mirror M 3. In this case, the position is not limited to the position shown in FIG. 5, and correction can be made at any position on the optical path, and λ S1 and λ S2 light enter even outside the resonator. A similar effect can be obtained by installing in a position. Also, a plurality of such devices may be installed at the positions described above. Further, by installing a prism pair as the optical means for correcting group velocity dispersion in the optical path between the nonlinear optical crystal X and the mirror M 2, increasing the efficiency of the reverse process, lambda S1, lambda S2 light and lambda OSC light Output intensity can be increased.
【００４２】また、第２実施例においても、第１実施例
と同様の変形が可能であり、同様の効果が得られる。The second embodiment can be modified in the same manner as the first embodiment, and the same effects can be obtained.
【００４３】第３実施例は、本発明の第３及び第４の短
パルスレーザ光源の実施例である。図６は本実施例に係
る短パルスレーザ光源を示している。この短パルスレー
ザ光源は、第１実施例の短パルスレーザ光源におけるレ
ーザ共振器をリング型に構成したものである。図示の通
り、ミラーＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 でレーザ共振器が形成さ
れ、この内部にレーザ媒質１が設けられる。なお、ミラ
ーＭ2 は抽出手段であって、レーザ媒質１からの発光波
長λOSC を選択して外部に出力する。また、レンズ
Ｌ1 ，Ｌ2 は、光パワー密度を高めた光を非線形光学結
晶Ｘ1 ，Ｘ2 に入射するものである。そして、結晶Ｘ1
は光パラメトリック過程を、結晶Ｘ2 はその逆過程を生
じさせる。さらに、レンズＬ3 ，Ｌ4 は、結晶Ｘ2 から
出射する光をもとのビーム径に戻し、ミラーＭ3 は選択
出射手段であって、この光のうち波長λOSC の光をレー
ザ媒質１に向け反射し、波長λS1，λS2の光を外部に出
力するものである。The third embodiment is an embodiment of the third and fourth short pulse laser light sources according to the present invention. FIG. 6 shows a short pulse laser light source according to the present embodiment. In this short pulse laser light source, the laser resonator in the short pulse laser light source of the first embodiment is formed in a ring shape. As illustrated, a laser resonator is formed by the mirrors M 1 , M 2 , and M 3 , and a laser medium 1 is provided therein. Incidentally, the mirror M 2 is an extracting means, and outputs to the outside by selecting the emission wavelength lambda OSC from the laser medium 1. Further, the lenses L 1 and L 2 are for making the light having the increased optical power density incident on the nonlinear optical crystals X 1 and X 2 . And the crystal X 1
Causes an optical parametric process, and crystal X 2 causes the reverse process. Further, the lens L 3, L 4 is a light emitted from the crystal X 2 back to the original beam diameter, the mirror M 3 are a selection output means, the laser medium 1 the light of the wavelength lambda OSC of this light And outputs light of wavelengths λ S1 and λ S2 to the outside.
【００４４】また、光路中に設けられた単向器５は光を
一方向のみに透過する素子で、光アイソレーターあるい
はオプティカル・ダイオードとも呼ばれ、一般にはファ
ラディー素子が使われる。ここで、単向器５は必ずしも
必要ではないが、設けてあれば反対回りの光をなくすこ
とができるので、各モード間の不要な擾乱を少なくする
ことができる。The unidirectional device 5 provided in the optical path is an element that transmits light in only one direction, and is also called an optical isolator or an optical diode, and generally uses a Faraday element. Here, the unidirectional device 5 is not always necessary, but if it is provided, light in the opposite direction can be eliminated, so that unnecessary disturbance between modes can be reduced.
【００４５】次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.
【００４６】レーザ媒質１から発するビーム（波長λ
OSC ）は単向器５を通過し、ミラーＭ1 で反射され、レ
ンズＬ1 ，Ｌ2 でパワー密度を上げて非線形光学結晶Ｘ
1 に入射する。これにより、結晶Ｘ1 内でパラメトリッ
ク過程により波長λS1，λS2の２つのビームが発生す
る。The beam (wavelength λ) emitted from the laser medium 1
OSC) passes through the unidirectional unit 5, it is reflected by the mirror M 1, the lens L 1, in L 2 to increase the power density nonlinear optical crystal X
Incident at 1 . As a result, two beams of wavelengths λ S1 and λ S2 are generated in the crystal X 1 by a parametric process.
【００４７】さて、このときの各々の波長λS1，λS2の
光の強度ＩS1，ＩS2は、 ＩS1＋ＩS2＝κ・ＩOSC 2 ………………（１０） と表せる。そして、ミラーＭ2 は、 ＲOSC ：〜０（小） ＲS1，ＲS2：ＲS （大） という特性を持っており、したがって反射後の光強度
は、 ＲS1・ＩS1＋ＲS2・ＩS2 ＝ＲS ・（ＩS1＋ＩS2） ＝ＲS ・κ・ＩOSC 2 …………………………（１１） となる。The light intensities I S1 and I S2 of the respective wavelengths λ S1 and λ S2 at this time can be expressed as follows: I S1 + I S2 = κ · I OSC 2 (10) The mirror M 2 has the following characteristics: R OSC 〜0 (small) R S1 , R S2 : R S (large), and therefore the light intensity after reflection is R S1 · I S1 + R S2 · I S2 = RS · (I S1 + I S2 ) = R S · κ · I OSC 2 (11)
【００４８】２番目の非線形光学結晶Ｘ2 では、１番目
の結晶Ｘ1 の逆の光パラメトリック過程により λS1，λS2→λOSC となり、もとの波長λOSC にもどる。その時の光強度は ＩOSC （ａｆｔｅｒ Ｘ2 ）＝ξ・（ＲS ・κ・ＩOSC 2 ）2 ＝α・ＩOSC 4 ……（１２） で表される。In the second nonlinear optical crystal X 2 , λ S1 , λ S2 → λ OSC by the reverse optical parametric process of the first crystal X 1 , and returns to the original wavelength λ OSC . The light intensity at that time is represented by I OSC (after X 2 ) = ξ · ( RS · κ · I OSC 2 ) 2 = α · I OSC 4 (12)
【００４９】このようにして、結晶Ｘ2 から出射する波
長λOSC の光はレンズＬ3 ，Ｌ4 を通りもとのビーム径
になり、ミラーＭ3 で反射されてレーザー媒質１へもど
る。したがって、結晶Ｘ1 →ミラーＭ2 →結晶Ｘ2 へ至
る組み合せは、透過率が α・ＩOSC 3 ……………………………（１３） で表わされ、入射強度が大きい程よく光を反射するミラ
ー、つまりは可飽和吸収体と考えて良いことになるの
で、短パルス光の生成が可能となる。しかも、これは
（１３）に示されるように優れた可飽和吸収特性を持っ
ているので、パルス時間幅の非常に狭い短パルス光を得
ることができる。また、λS1，λS2及びλOSCの３波長
の同時発振が可能である。ここで、結晶Ｘ1 及び結晶Ｘ
2 について結晶軸の向きを変えるなり温度を変えるなり
して位相整合条件を調節すれば、波長λS1，λS2は広い
範囲にわたって選択することができ、λOSC 光も加えた
多波長の短パルス光を得ることが可能である。本実施例
では、回転手段８，９（図示せず）を連動操作して結晶
Ｘ1 及び結晶Ｘ2 の結晶軸の向きを変えることにより波
長可変としている。このとき、一方の結晶が正過程を生
起すれば、他方は逆過程を生起しなければならないとい
う関係上、一方の結晶軸方向が決まれば他方の結晶軸方
向も決まることを考慮して調節する必要がある。Thus, the light of wavelength λ OSC emitted from crystal X 2 passes through lenses L 3 and L 4 to have the original beam diameter, is reflected by mirror M 3 and returns to laser medium 1. Therefore, in the combination of crystal X 1 → mirror M 2 → crystal X 2 , the transmittance is represented by α · I OSC 3 ... (13), and the higher the incident intensity, the better. Since it can be considered as a mirror that reflects light, that is, a saturable absorber, short pulse light can be generated. Moreover, since it has excellent saturable absorption characteristics as shown in (13), it is possible to obtain short pulse light having a very narrow pulse time width. Simultaneous oscillation of three wavelengths λ S1 , λ S2 and λ OSC is possible. Here, the crystal X 1 and the crystal X
By adjusting the by Nari changing the temperature Nari changing the orientation of the crystal axes phase matching conditions for 2, wavelength lambda S1, lambda S2 can be selected over a wide range, short pulses of multiwavelength plus also lambda OSC light It is possible to get light. In the present embodiment, the wavelength is variable by changing the directions of the crystal axes of the crystal X 1 and the crystal X 2 by operating the rotating means 8 and 9 (not shown) in conjunction. At this time, the adjustment is made in consideration that one crystal axis direction is determined and the other crystal axis direction is also determined because one crystal axis direction is determined because one crystal generates a normal process and the other crystal must generate a reverse process. There is a need.
【００５０】上記実施例では、ミラーＭ3 は選択出射手
段（λS1，λS2光を高率で透過し、λOSC 光を高率で反
射する。）としたが、例えばこれを完全反射ミラーとし
ても短パルス光を得ることは可能である。この場合は、
λOSC 光のみがミラーＭ2 から出射する。[0050] In the above embodiment, the mirror M 3 are selected emitting unit (transmitted lambda S1, the lambda S2 light at a high rate, lambda the OSC light reflected at a high rate.) And was, but for example, fully reflective mirror this However, it is possible to obtain short pulse light. in this case,
Only lambda OSC light is emitted from the mirror M 2.
【００５１】第１実施例では、１つの非線形光学結晶の
みを用いるので、光パラメトリック正過程によるλOSC
光からλS1，λS2光への変換効率（これは、κに依存す
る。）及び光パラメトリック逆過程によるλS1，λS2光
からλOSC 光への変換効率（これは、ξに依存する。）
の値の組み合わせは、非線形光学結晶の種類により決ま
る。これに対して、本実施例では、正過程のための結晶
と逆過程のための結晶を別にしているので、κとξの組
み合わせを選択することができ、それにより所望の短パ
ルス光の出力強度をより高めることができる。In the first embodiment, since only one nonlinear optical crystal is used, the λ OSC by the optical parametric positive process is used.
Conversion efficiency from light to λ S1 and λ S2 light (this depends on κ) and conversion efficiency from λ S1 and λ S2 light to λ OSC light by an optical parametric inverse process (this depends on ξ) .)
Are determined by the type of nonlinear optical crystal. On the other hand, in the present embodiment, since the crystal for the normal process and the crystal for the reverse process are separated, a combination of κ and ξ can be selected, whereby the desired short-pulse light The output intensity can be further increased.
【００５２】第３実施例で発生したλS1，λS2光は、第
１実施例の場合と同様に、各光学素子を通過する過程で
各々の群速度が異なる。そこで第４実施例では、図７に
示すように、結晶Ｘ1 と結晶Ｘ2 の間の光路上に群速度
分散補正用の光学手段（例えば、上述のプリズム対）を
設置してある。これによって、第１実施例で述べた理由
により、光パラメトリック逆過程の効率が上がり、その
結果得られる短パルス光の出力強度を高めることができ
る。As in the case of the first embodiment, the λ S1 and λ S2 light generated in the third embodiment have different group velocities while passing through each optical element. Therefore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the optical means for the group velocity dispersion correction on the optical path between the crystal X 1 and the crystal X 2 (for example, a prism pair described above) are set up. Thereby, for the reason described in the first embodiment, the efficiency of the optical parametric reverse process is increased, and the output intensity of the resulting short pulse light can be increased.
【００５３】また、第３、第４実施例の装置では、ミラ
ーＭ3 を選択出射手段としてλS1，λS2光を出力する場
合には、λS1，λS2光の群速度分散は、出射の際の
λS1，λS2光の時間遅れとなって現れ、その結果パルス
時間幅の拡大が起こる。これは、第２実施例でも説明し
た通りである。そこで、第２実施例と同じく、群速度分
散補正用のプリズム対を共振器内の光路上、或いは共振
器外であっても出射したλS1，λS2光が入射するような
位置に設置してλS1，λS2光の時間遅れを補正すれば、
よりパルス時間幅の狭い短パルス光をミラーＭ3 から出
射させることができる。In the devices of the third and fourth embodiments, when λ S1 and λ S2 light are output using the mirror M 3 as the selective emission means, the group velocity dispersion of the λ S1 and λ S2 light is equal to the emission. Λ S1 and λ S2 appear as a time delay, and as a result, the pulse time width expands. This is as described in the second embodiment. Therefore, similarly to the second embodiment, a prism pair for group velocity dispersion correction is installed on the optical path inside the resonator or at a position where the emitted λ S1 and λ S2 light enters even outside the resonator. By correcting the time delay of λ S1 and λ S2 light,
It can be emitted more pulse time narrower pulse light from the mirror M 3.
【００５４】図８は、第５実施例を示したものである。
この装置では、第３実施例の構成から単向器５を取り除
き、代わりに光路長調節手段１０が設置されている。そ
して、λOSC 光が光路上を両方向へ進行し、各々が光パ
ラメトリック過程によりモードロックがかかって短パル
ス化する構成が示されている。FIG. 8 shows a fifth embodiment.
In this apparatus, the unidirectional device 5 is removed from the configuration of the third embodiment, and an optical path length adjusting means 10 is provided instead. Further, a configuration is shown in which the λ OSC light travels in both directions on the optical path, and each of them is mode-locked by an optical parametric process to shorten the pulse.
【００５５】この装置で、光路長調節手段１０は全反射
ミラーＭ5 、Ｍ6 と直角プリズム６からなる。全反射ミ
ラーＭ5 、Ｍ6 は、光路方向と各鏡面の法線方向がそれ
ぞれ互いに４５度の角度を持って交わるようなハの字状
に設置されている。直角プリズム６は、直角二等辺三角
形の底面を持つ三角柱形状をしたプリズムであり、三角
柱を構成する面のうち底面の二等辺を含み底面に垂直な
２つの面は全反射を生じる。また、光路長を任意に調節
できるように、直角プリズム６は図の上下方向に可変と
してある。これによると、一方のミラーに入射した光は
入射方向に対し垂直に反射され、プリズムに入射する。
光はプリズム中で方向を変え、もう一方のミラーに、前
記入射方向に対し垂直に入射し、ミラーで反射され再び
前記入射方向に進行する。このようにして、光がプリズ
ムを経由することによりこの光の光路長は長くなる。ま
た、直角プリズム６の位置を変えることにより光路長は
任意に長くすることができる。In this apparatus, the optical path length adjusting means 10 comprises total reflection mirrors M 5 and M 6 and a right angle prism 6. The total reflection mirrors M 5 and M 6 are installed in a C shape so that the optical path direction and the normal direction of each mirror surface cross each other at an angle of 45 degrees. The right-angle prism 6 is a prism having a triangular prism shape having a bottom surface of a right-angled isosceles triangle. Of the surfaces constituting the triangular prism, two surfaces including the isosceles of the bottom surface and perpendicular to the bottom surface generate total reflection. In addition, the right-angle prism 6 is variable in the vertical direction in the figure so that the optical path length can be arbitrarily adjusted. According to this, light incident on one mirror is reflected perpendicularly to the incident direction and is incident on the prism.
The light changes its direction in the prism, is incident on the other mirror perpendicular to the incident direction, is reflected by the mirror, and travels again in the incident direction. In this way, when the light passes through the prism, the optical path length of the light becomes longer. The optical path length can be arbitrarily increased by changing the position of the right-angle prism 6.
【００５６】これを用いて、図示の右回りと左回りのパ
ルス光が、例えば非線形光学結晶Ｘ1 で衝突するように
光路長を調節すると、衝突の瞬間に光の強度が増して両
パルス光が衝突する際の非線形効果がより増大し、結晶
Ｘ1 での生成光の強度が高まる。その結果、短パルス光
の強度も高まる。単向器５を取り除いたので、前述した
両方向に進行する各モード間の擾乱が心配されるが、一
般的にモード間の擾乱を抑えるよりも非線形効果を大き
くする方が短パルス化の効果は大きい。したがって、本
実施例ではパルス時間幅をより狭くすることが可能であ
る。なお、光路長調節手段１０の位置は、図８の位置に
限らず、光路上であればよい。また、光路長調節手段と
しては、上述したものは一例にすぎず、他の光路長調節
手段を用いても構わない。[0056] Using this, clockwise and counterclockwise pulse light shown, for example, to adjust the optical path length so as to collide with the non-linear optical crystal X 1, increased the intensity of light at the moment of the collision both pulsed light There was increased more nonlinear effect at the time of collision, increases the intensity of the generated light in the crystal X 1. As a result, the intensity of the short pulse light also increases. Since the unidirectional device 5 is removed, the above-described disturbance between the modes traveling in both directions is a concern. Generally, it is more effective to increase the nonlinear effect than to suppress the disturbance between the modes. large. Therefore, in this embodiment, it is possible to further narrow the pulse time width. The position of the optical path length adjusting means 10 is not limited to the position shown in FIG. Further, as the optical path length adjusting means, the above-described one is merely an example, and other optical path length adjusting means may be used.
【００５７】また、図８ではミラーＭ3 を選択出射手段
としているが、短パルスレーザ光源としてはミラーＭ3
は例えば全反射ミラーでもよく、この場合にはλOSC 光
のみが短パルス光としてミラーＭ2 から出射することに
なる。[0057] Further, although the selection output means the mirror M 3 in FIG. 8, the mirror M 3 are as short pulse laser light source
It may be a total reflection mirror for example, in this case and only lambda OSC light is emitted from the mirror M 2 as a short pulse light.
【００５８】図９は第６実施例を示したもので、これは
第５実施例の短パルスレーザ光源において、結晶Ｘ1 と
結晶Ｘ2 の間の光路上に群速度分散補正用のプリズム対
を設置したものである。これも前述した実施例と同様
に、光パラメトリック逆過程の効率を上げて、得られる
短パルス光の出力強度を高めることができる。[0058] Figure 9 shows a sixth embodiment, which in the short-pulse laser light source of the fifth embodiment, a prism pair for group velocity dispersion compensation on an optical path between the crystal X 1 and the crystal X 2 Is installed. Also in this case, similarly to the above-described embodiment, the efficiency of the optical parametric reverse process can be increased, and the output intensity of the obtained short pulse light can be increased.
【００５９】さらに、第５、第６実施例共に、ミラーＭ
3 を選択出射手段としてλS1，λS2光を出力する場合に
は、群速度分散補正用のプリズム対を共振器内の光路
上、或いは共振器外であっても出射したλS1，λS2光が
入射するような位置に設置してλS1，λS2光の時間遅れ
を補正すれば、よりパルス時間幅の狭い短パルス光をミ
ラーＭ3 から出射させることができる。Further, in both the fifth and sixth embodiments, the mirror M
In the case of outputting λ S1 and λ S2 light by using 3 as the selective emission means, a pair of prisms for group velocity dispersion correction is output on the optical path inside the resonator or λ S1 and λ S2 even outside the resonator. lambda S1 installed in a position such light is incident, by correcting the time delay lambda S2 light can be emitted more narrow pulse time width pulse light from the mirror M 3.
【００６０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば第２実施例と同様に、第４、第６実
施例の短パルスレーザ光源においても、プリズム対をさ
らに各光学素子の間に設置することにより、全体として
プリズム対が複数個となってもよい。また、上記実施例
では群速度分散補正用の光学手段として三角柱状プリズ
ム対を用いたが、群速度分散補正用の光学手段はこれに
限るものではない。また、第３、第４、第５および第６
実施例においても、第１実施例と同様の変形が可能であ
る。ただし、第１の変形を行う場合は、レーザ媒質１と
非線形光学結晶Ｘ1 の間の光路上およびレーザ媒質１と
非線形光学結晶Ｘ2 の間の光路上それぞれに、高調波発
生用の結晶を設置する。このとき、高調波発生用の結晶
はそれぞれ、レーザ媒質からの生成光が入射したときは
その高調波を発生し、他方の高調波発生用の結晶で発生
した高調波が入射したときは高調波発生の逆過程を生起
するような向きに配置される。また、第５、第６実施例
に第２の変形を行う場合には、レーザ媒質１と非線形光
学結晶Ｘ1 の間の光路上およびレーザ媒質１と非線形光
学結晶Ｘ2 の間の光路上それぞれに、波長選択素子を設
置する。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, similarly to the second embodiment, in the short pulse laser light sources of the fourth and sixth embodiments, a prism pair is further provided with each optical element. By placing the prism pairs between them, a plurality of prism pairs may be provided as a whole. In the above embodiment, the pair of triangular prisms is used as the optical means for correcting the group velocity dispersion. However, the optical means for correcting the group velocity dispersion is not limited to this. In addition, the third, fourth, fifth and sixth
In the embodiment, modifications similar to those in the first embodiment are possible. However, when performing the first variant, each optical path between the laser medium 1 and the optical path and the laser medium 1 between the nonlinear optical crystal X 1 and the nonlinear optical crystal X 2, the crystals for harmonic generation Install. At this time, each of the harmonic generation crystals generates a harmonic when light generated from the laser medium is incident, and a harmonic when the harmonic generated by the other harmonic generation crystal is incident. They are arranged in such a way as to cause the reverse process of occurrence. The fifth, when performing a second modification to the sixth embodiment, each optical path between the laser medium 1 and the optical path and the laser medium 1 between the nonlinear optical crystal X 1 and the nonlinear optical crystal X 2 Next, a wavelength selection element is provided.
【００６１】以上の実施例の方法は、半導体レーザー励
起の固体レーザー、エキシマレーザー、気体レーザーで
も応用でき、得たい波長域によってレーザーの種類は選
択される。The method of the above embodiment can be applied to a solid-state laser excited by a semiconductor laser, an excimer laser, or a gas laser, and the type of laser is selected according to the wavelength range to be obtained.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る第１の短パルスレーザ光源によれば、可飽和吸収体を
光パラメトリック作用を有する非線形光学媒質と抽出手
段を用いて構成したので、レーザ媒質から出射した光
を、光強度が高いほど高率に反射する上、この反射率が
光強度に応じて高率となる比率（可飽和吸収特性）が優
れ、パルス時間幅の非常に狭い短パルス光を生成する短
パルスレーザ光源を実現できる。さらに、群速度分散補
正用の光学手段を非線形光学媒質と抽出手段の間の光路
上に配設すれば、光パラメトリック過程での生成光を、
その群速度分散を補正後、タイミングのずれを修正して
非線形光学媒質へ再入射できるので、出力の高い短パル
スレーザ光源を実現できる。As described above in detail, according to the first short pulse laser light source of the present invention, the saturable absorber is constituted by using the nonlinear optical medium having the optical parametric action and the extracting means. In addition, the light emitted from the laser medium is reflected at a higher rate as the light intensity is higher, and the ratio (saturable absorption characteristic) at which the reflectivity becomes higher according to the light intensity is excellent, and the pulse time width is extremely high. A short pulse laser light source that generates narrow short pulse light can be realized. Furthermore, if the optical means for group velocity dispersion correction is arranged on the optical path between the nonlinear optical medium and the extracting means, the light generated in the optical parametric process can be
After correcting the group velocity dispersion, it is possible to correct the timing deviation and re-enter the nonlinear optical medium, thereby realizing a short-pulse laser light source with high output.
【００６３】また、本発明に係る第２の短パルスレーザ
光源によれば、第１の短パルスレーザ光源に加えて選択
出射手段を配設したので、光パラメトリック過程での生
成光の波長の光も短パルス光として出射できる。さら
に、非線形光学媒質の向きを回転手段などにより変えた
り、温度調節手段により温度条件を変えて、位相整合条
件を調節すれば、出射する短パルス光の波長を選択する
ことが可能となり、波長可変な短パルスレーザ光源を実
現できる。According to the second short pulse laser light source of the present invention, since the selective emission means is provided in addition to the first short pulse laser light source, the light having the wavelength of the light generated in the optical parametric process is provided. Can also be emitted as short pulse light. Further, if the direction of the nonlinear optical medium is changed by a rotating means or the like, or the temperature condition is changed by a temperature adjusting means, and the phase matching condition is adjusted, it becomes possible to select the wavelength of the short pulse light to be emitted. A short pulse laser light source can be realized.
【００６４】また、本発明に係る第３の短パルスレーザ
光源によれば、光パラメトリック過程を生起する非線形
光学媒質とは別に、逆過程を生起する非線形光学媒質を
配設することにしたので、各媒質の選択により正過程及
び逆過程における変換効率を独立に選択可能となり、出
力の高い短パルスレーザ光源を実現できる。さらに、群
速度分散補正用の光学手段を光パラメトリック正過程用
の非線形光学媒質と逆過程用の非線形光学媒質の間の光
路上に配設すれば、光パラメトリック過程での生成光
を、その群速度分散を補正後、タイミングのずれを修正
して逆過程用の非線形光学媒質へ入射できるので、出力
の高い短パルスレーザ光源を実現できる。According to the third short-pulse laser light source of the present invention, a nonlinear optical medium that generates an inverse process is provided separately from a nonlinear optical medium that generates an optical parametric process. By selecting each medium, the conversion efficiency in the forward process and the reverse process can be independently selected, and a short-pulse laser light source with high output can be realized. Furthermore, if the optical means for correcting the group velocity dispersion is disposed on the optical path between the nonlinear optical medium for the optical parametric positive process and the nonlinear optical medium for the inverse process, the light generated in the optical parametric process will After correcting the velocity dispersion, it is possible to correct the timing deviation and to enter the nonlinear optical medium for the reverse process, so that a short-pulse laser light source with high output can be realized.
【００６５】また、本発明に係る第４の短パルスレーザ
光源によれば、第３の短パルスレーザ光源に加え、選択
手段を配設したので、第１に対する第２の短パルスレー
ザ光源と同じ効果が得られる。According to the fourth short-pulse laser light source of the present invention, since the selection means is provided in addition to the third short-pulse laser light source, it is the same as the second short-pulse laser light source with respect to the first. The effect is obtained.
【００６６】また、第２及び第４の短パルスレーザ光源
において、群速度分散補正用の光学手段を適宜配設すれ
ば、光パラメトリック過程での生成光の群速度分散を補
正し、該生成光の時間遅れを修正するので、よりパルス
時間幅の狭い短パルス光を得ることができる。In the second and fourth short pulse laser light sources, if the optical means for correcting the group velocity dispersion is appropriately arranged, the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process is corrected and the generated light is corrected. Is corrected, a short pulse light with a narrower pulse time width can be obtained.
【００６７】また、第３及び第４の短パルスレーザ光源
において、光路長調節手段を配設すれば、互いに逆向き
に進むレーザ共振光同士を非線形光学媒質内で衝突する
ようにして非線形効果を大きくできるので、よりパルス
時間幅の狭い短パルス光を得ることができる。In the third and fourth short-pulse laser light sources, if the optical path length adjusting means is provided, the laser resonance lights traveling in opposite directions collide with each other in the nonlinear optical medium, and the nonlinear effect is obtained. Since the pulse width can be increased, short pulse light with a narrower pulse time width can be obtained.
【００６８】以上のような単パルスレーザ光源によれ
ば、数１０ｐｓ（ピコ秒）から数ｐｓ、さらにはｆｓ
（フェムト秒）オーダーの波長可変短パルスレーザ光が
得られる。従って、高速或いは精密な光計測の分野で広
く利用できる。According to the single pulse laser light source as described above, several tens of ps (picoseconds) to several ps, and further, fs
(Femtosecond) order tunable short pulse laser light can be obtained. Therefore, it can be widely used in the field of high-speed or precise optical measurement.
【図１】第１実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a first embodiment.
【図２】ミラーＭ2 の特性図である。FIG. 2 is a characteristic view of the mirror M 2.
【図３】第１実施例の第１の変形例の短パルスレーザ光
源の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a first modification of the first embodiment.
【図４】第１実施例の第２の変形例の短パルスレーザ光
源の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a second modification of the first embodiment.
【図５】第２実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a second embodiment.
【図６】第３実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。FIG. 6 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a third embodiment.
【図７】第４実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。FIG. 7 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a fourth embodiment.
【図８】第５実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。FIG. 8 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a fifth embodiment.
【図９】第６実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。FIG. 9 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a sixth embodiment.
【図１０】従来例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional example.
１…レーザ媒質、２…偏光素子、３，４…プリズム、５
…単向器、６…直角プリズム、７，８，９…回転手段、
１０…光路長調節手段、１１…波長選択素子、Ｘ…非線
形光学媒質、Ｍ2 ，Ｍ3 …波長選択型のミラー。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser medium, 2 ... Polarization element, 3,4 ... Prism, 5
... unidirectional device, 6 ... right angle prism, 7, 8, 9 ... rotating means,
10 ... optical path length adjusting means, 11 ... wavelength selection element, X ... nonlinear optical medium, M 2, M 3 ... wavelength selective mirror.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 G02F 1/35 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/30 G02F 1/35 JICST file (JOIS)
Claims (12)
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた非線形光学媒質と、前記レーザ媒質からの生成光
が前記非線形光学媒質に入射されたときに生起する光パ
ラメトリック過程での生成光を選択的に抽出して当該非
線形光学媒質に再入射する抽出手段とを備え、 前記抽出手段による再入射によって前記非線形光学媒質
で生起する光パラメトリック逆過程での生成光を前記レ
ーザ媒質にフィードバックするようにしたことを特徴と
する短パルスレーザ光源。1. A laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, a nonlinear optical medium provided inside the laser resonator, and light generated from the laser medium being incident on the nonlinear optical medium. Extraction means for selectively extracting light generated in the optical parametric process that occurs when the light is generated and re-entering the nonlinear optical medium, wherein optical parametric light generated in the nonlinear optical medium by re-incidence by the extraction means A short-pulse laser light source characterized in that light generated in the reverse process is fed back to the laser medium.
の光路上に前記光パラメトリック過程での生成光の群速
度分散を補正する光学手段を配設することを特徴とする
請求項１記載の短パルスレーザ光源。2. The optical system according to claim 1, further comprising an optical unit for correcting a group velocity dispersion of light generated in the optical parametric process on an optical path between the nonlinear optical medium and the extracting unit. Short pulse laser light source.
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた非線形光学媒質と、前記レーザ媒質からの生成光
が前記非線形光学媒質に入射されたときに生起する光パ
ラメトリック過程での生成光を選択的に抽出して当該非
線形光学媒質に再入射する抽出手段と、前記光パラメト
リック過程での生成光であって前記抽出手段による再入
射によって前記非線形光学媒質で生起する光パラメトリ
ック逆過程に関与しないものを選択して前記共振器から
出射させる選択出射手段とを備え、 前記光パラメトリック逆過程での生成光を前記レーザ媒
質にフィードバックするようにしたことを特徴とする短
パルスレーザ光源。3. A laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, a nonlinear optical medium provided inside the laser resonator, and light generated from the laser medium being incident on the nonlinear optical medium. Extraction means for selectively extracting light generated in the optical parametric process that occurs when the light is generated and re-entering the nonlinear optical medium; and light generated in the optical parametric process and re-incident by the extraction means. A selective emission unit that selects one that does not participate in the optical parametric reverse process that occurs in the nonlinear optical medium and emits the light from the resonator, and feeds back the generated light in the optical parametric reverse process to the laser medium. A short pulse laser light source characterized in that:
を有することを特徴とする請求項３記載の短パルスレー
ザ光源。4. The short-pulse laser light source according to claim 3, further comprising a rotating unit that rotates the nonlinear optical medium.
度調節手段を有することを特徴とする請求項３記載の短
パルスレーザ光源。5. The short-pulse laser light source according to claim 3, further comprising a temperature adjusting means for adjusting a temperature of the nonlinear optical medium.
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた、前記レーザ媒質からの生成光の入射により光パ
ラメトリック過程を生起する第１の非線形光学媒質と、
前記光パラメトリック過程での生成光を選択的に抽出す
る抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記光
パラメトリック過程での生成光の入射により光パラメト
リック逆過程を生起する第２の非線形光学媒質とを備
え、 前記光パラメトリック逆過程での生成光を前記レーザ媒
質にフィードバックするようにしたことを特徴とする短
パルスレーザ光源。6. A laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a first optical resonator provided inside the laser resonator, wherein an optical parametric process is caused by incidence of light generated from the laser medium. And the nonlinear optical medium of
Extracting means for selectively extracting light generated in the optical parametric process; and a second nonlinear optical medium which generates an optical parametric reverse process by incidence of the light generated in the optical parametric process extracted by the extracting means. A short-pulse laser light source, characterized in that light generated in the optical parametric reverse process is fed back to the laser medium.
非線形光学媒質の間の光路上に前記光パラメトリック過
程での生成光の群速度分散を補正する光学手段を配設す
ることを特徴とする請求項６記載の短パルスレーザ光
源。7. An optical means for correcting group velocity dispersion of generated light in the optical parametric process is provided on an optical path between the first nonlinear optical medium and the second nonlinear optical medium. The short pulse laser light source according to claim 6, wherein
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた、前記レーザ媒質からの生成光の入射により光パ
ラメトリック過程を生起する第１の非線形光学媒質と、
前記光パラメトリック過程での生成光を選択的に抽出す
る抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記光
パラメトリック過程での生成光の入射により光パラメト
リック逆過程を生起する第２の非線形光学媒質と、前記
第１の非線形光学媒質で生起する光パラメトリック過程
での生成光であって前記第２の非線形光学媒質で生起す
る光パラメトリック逆過程に関与しないものを選択して
前記共振器から出射させる選択出射手段とを備え、 前記光パラメトリック逆過程での生成光を前記レーザ媒
質にフィードバックするようにしたことを特徴とする短
パルスレーザ光源。8. A laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a first optical resonator provided inside the laser resonator, which generates an optical parametric process by incident light generated from the laser medium. And the nonlinear optical medium of
Extracting means for selectively extracting light generated in the optical parametric process; and a second nonlinear optical medium which generates an optical parametric reverse process by incidence of the light generated in the optical parametric process extracted by the extracting means. Selecting a light generated in the optical parametric process generated in the first nonlinear optical medium and not participating in the optical parametric reverse process generated in the second nonlinear optical medium, and outputting the light from the resonator. A short-pulse laser light source, comprising: an emission unit, wherein the light generated in the optical parametric reverse process is fed back to the laser medium.
転手段と、前記第２の非線形光学媒質を回転する回転手
段とを有し、双方を連動操作することを特徴とする請求
項８記載の短パルスレーザ光源。9. A rotating device for rotating the first nonlinear optical medium and a rotating device for rotating the second nonlinear optical medium, both of which are operated in conjunction with each other. Short pulse laser light source.
の温度を調節する温度調節手段を有する請求項８記載の
短パルスレーザ光源。10. The short-pulse laser light source according to claim 8, further comprising a temperature adjusting means for adjusting the temperatures of said first and second nonlinear optical media.
長調節手段を有し、該光路を互いに逆向きに進む前記レ
ーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突するよ
うにしたことを特徴とする請求項６、７、８、９又は１
０記載の短パルスレーザ光源。11. An optical path length adjusting means for adjusting an optical path length in the resonator, wherein light generated from the laser medium traveling in the optical paths in opposite directions collides in a nonlinear optical medium. 6. The method of claim 6, 7, 8, 9 or 1.
0 short pulse laser light source.
の群速度分散を補正する一つ以上の光学手段を有するこ
とを特徴とする請求項３、４、５、８、９、１０又は１
１記載の短パルスレーザ光源。12. The apparatus according to claim 3, further comprising one or more optical means for correcting a group velocity dispersion of light generated in the optical parametric process.
2. The short pulse laser light source according to 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15735693A JP3260915B2 (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Short pulse laser light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15735693A JP3260915B2 (en) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | Short pulse laser light source |
Publications (2)
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| JPH0715075A JPH0715075A (en) | 1995-01-17 |
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|---|---|---|---|---|
| EP2008153B1 (en) * | 2006-04-07 | 2011-01-19 | Textron Systems Corporation | Multi-port optical parametric oscillator |
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1993
- 1993-06-28 JP JP15735693A patent/JP3260915B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0715075A (en) | 1995-01-17 |
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