JP3296048B2 - 短波長光源 - Google Patents

短波長光源

Info

Publication number
JP3296048B2
JP3296048B2 JP24653893A JP24653893A JP3296048B2 JP 3296048 B2 JP3296048 B2 JP 3296048B2 JP 24653893 A JP24653893 A JP 24653893A JP 24653893 A JP24653893 A JP 24653893A JP 3296048 B2 JP3296048 B2 JP 3296048B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
laser
harmonic
wavelength
mirror
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP24653893A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07106682A (ja
Inventor
康夫 北岡
和久 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP24653893A priority Critical patent/JP3296048B2/ja
Publication of JPH07106682A publication Critical patent/JPH07106682A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3296048B2 publication Critical patent/JP3296048B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理分野、ある
いは光応用計測制御分野に使用する短波長光源に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザーを固体レーザーの励起光
源として用い近赤外光を得たり、非線形結晶を用いた高
効率波長変換によりグリーン、ブルー光源を得ること
が、光情報処理分野や光応用計測制御分野等で要求され
ている。特に光ディスクの高密度記録や画像処理等には
短波長の光源が要求されている。ここで得られる出力光
は横モードがガウシアンで回折限界近くまで集光でき、
縦モードが単一であり、さらに出力が数mW程度で周波
数的にも時間的にも安定であることが必要である。
【0003】半導体レーザーを励起光源として、安定な
近赤外光や短波長光源を得るには、半導体レーザー励起
固体レーザーや共振器内部に波長変換素子を挿入して高
調波を得る内部共振器型の固体レーザーが有力である。
【0004】図9に、半導体レーザー励起固体レーザー
の内部共振器型短波長光源の概略構成図を示す。半導体
レーザー901から放射された光は、コリメートレンズ
902により平行ビームに変換され、フォーカシングレ
ンズ903によりレーザー材料(例えばNd:YVO4)904
に集光される。レーザー材料904の入射側端面には半
導体レーザーの波長(809nm)に対し無反射(AR)コート、
発振波長(1.064μm)及び高調波の波長(532nm)に対し高
反射(HR)コートが施してある。反対側の端面には1.064
μm及び532nmに対しARコートが施してある。出力ミラ
ー905には波長1.064μmに対し反射率99.7%のコーテ
ィングが施してあり、出力ミラー905とレーザー材料
904の入射側端面で基本波1.064μmの共振器を構成す
る。基本波1.064μmの光は非線形光学結晶KTP(KTiO
PO4)906により532nmのグリーン光に波長変換され
る。ここで用いられる共振器は定在波型の共振器のため
得られるグリーン光は、レーザー結晶904と出力ミラ
ー905の両方向に出射される。
【0005】従来の共振器構造では、レーザー材料90
4の入射端面には532nmに対しHRコート、出力ミラー
905にはARコートが施されていた。そのため得られ
るグリーン光は、約2倍の出力が得られていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザー励起内
部共振器型固体レーザーによるグリーン光発生におい
て、共振器が定在波型のため得られる高調波光が共振器
の両方向に得られる。励起側すなわち半導体レーザーの
入射側のミラーまたは固体レーザーの端面に、高調波光
に対して高反射率のコーティングが施されていたり、施
されていなくとも幾分かの反射が存在したりすると、出
力ミラー側から得られる高調波光が単一偏光で得られな
くなる。
【0007】波長変換材料が複屈折結晶で有る場合、波
長変換材料が位相板としても働くため、波長変換材料を
通過した光は偏光方向が楕円偏光や円偏光に変換されて
しまう。従来の方法では共振器の励起側からの反射光が
波長変換材料により直線偏光から楕円偏光や円偏光に変
換される。そのため出力ミラーから得られる高調波はも
はや直線偏光ではなくなってしまう。
【0008】一方波長変換された高調波光を光ディスク
や計測用の光源として用いる場合、単一偏光(直線偏
光)の光が要求される。
【0009】そこで本発明は半導体レーザー励起内部共
振器型固体レーザーに於て、単一偏光の高調波光を安定
に得る短波長光源を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、 (1)励起用半導体レーザーと、レーザー材料を含む
振器内部に非線形光学材料を備えた内部共振器構造を備
、レーザー材料が半導体レーザーと非線形光学材料の
間に位置し、レーザー材料の厚みが非線形光学結晶によ
り波長変換された高調波光に対してλ板またはλ/2板
として作用するように制御することにより、単一偏光す
なわち直線偏光の高調波出力を得ようとするものであ
る。
【0011】
【作用】本発明は、半導体レーザー励起内部共振器型固
体レーザーにおいて、波長変換により得られた高調波光
レーザー材料の励起用半導体レーザー側の面で反射す
る際に、レーザ材料の厚みが高調波光に対してλ板また
はλ/2板として作用するように制御されているため、
出力ミラーから出射する光を単一偏光すなわち直線偏
得ることが可能となった。
【0012】
【実施例】図1に本発明のレーザー装置の概略構成図を
示す。
【0013】半導体レーザー101から放射された光
は、コリメートレンズ102により平行ビームに変換さ
れ、フォーカシングレンズ103によりレーザー材料
(例えばNd:YVO4)104に集光される。レーザー材料N
d:YVO4104の両端面には基本波1.064μmと高調波532n
mに対して無反射(AR)コートが施してある。入力ミラー
105には半導体レーザーの波長(809nm)及び高調波(53
2nm)に対しARコート、発振波長(1.064μm)に対し高反射
(HR)コートが、また出力ミラー106には高調波(532n
m)に対しARコート、発振波長(1.064μm)に対しHRコート
が施されている。入力ミラー105及び出力ミラー10
6の間で基本波は共振し、非線形光学結晶KTiOPO4(K
TP)107で基本波は波長変換される。非線形光学結
晶107の両端面にも基本波1.064μmと高調波532nmに
対して無反射ARコートが施してある。
【0014】ここで、半導体レーザー101はレーザー
結晶104のc軸方向に偏光方向を持って励起し、基本
波1.064μmは共振器内で定在波として存在するため波長
変換された高調波光はKTP107の両方向に得られ
る。この両方向に得られる光は直線偏光(単一偏光)
で、KTP結晶107のe方向(異常屈折率方向)の偏
光成分をもって得られる。しかしながら、レーザー結晶
Nd:YVO4104は1軸性結晶で異方性を持っていて、ま
たKTP結晶107の主軸とは45度の角度をもって置
かれている。そのため波長変換された高調波光は、Nd:Y
VO4104を通過すると円偏光や楕円偏光に変換されて
しまう。Nd:YVO4104を通過した光がNd:YVO4104の
端面や入力ミラー105において反射すると、入力ミラ
ー105において反射した光はKTP結晶107を通過
して出力ミラー106に導かれる。KTP結晶107も
複屈折性を持った2軸結晶であるため、結果として出力
ミラー106方向から得られる高調波光は直線偏光でな
くなる。
【0015】本発明のように各光学部品の各端面に、高
調波の波長532nmに対しARコートが施してあると、得ら
れるグリーン光はKTPで波長変換された光の内、出力
ミラー方向に変換された光だけなので、偏光方向は直線
偏光に保たれる。励起光、基本波及び高調波の様子を図
3に示す。
【0016】図2は、入力ミラーがNd:YVO4のLD入射
側端面に形成されたLD励起内部共振器型固体レーザー
の概略構成図である。
【0017】半導体レーザー201から放射された光
は、コリメートレンズ202により平行ビームに変換さ
れ、フォーカシングレンズ203によりレーザー材料
(例えばNd:YVO4)204に集光される。レーザー材料2
04の入射端面には、半導体レーザーの波長(809nm)及
び高調波(532nm)に対しARコート、基本波1.064μmに対
しHRコートが、また反対の端面には基本波1.064μmと高
調波532nmに対してARコートが施してある。出力ミラー
205には高調波(532nm)に対しARコート、発振波長(1.
064μm)に対しHRコートが施されている。レーザー材料N
d:YVO4204のLD入射端面と出力ミラー205の間で
基本波は共振し、非線形光学結晶KTiOPO4(KTP)2
06で基本波は波長変換される。非線形光学結晶206
の両端面にも基本波1.064μmと高調波532nmに対して無
反射(AR)コートが施してある。
【0018】概略構成図1と同様に、基本波は共振器内
で定在波として存在するため波長変換された高調波光は
KTP206の両方向に得られる。この両方向に得られ
る光は直線偏光(単一偏光)であるが、Nd:YVO4204
を通過すると円偏光や楕円偏光に変換されてしまう。N
d:YVO4204を通過した光がNd:YVO4204のLD入射
側端面で反射すると、光はKTP結晶206を通過して
出力ミラー205に導かれる。KTP結晶206も複屈
折性を持った2軸結晶であるため、結果として出力ミラ
ー205方向から得られる高調波光は直線偏光でなくな
る。
【0019】本発明のように各光学部品の各端面に、高
調波の波長532nmに対しARコートが施してあると、出
力ミラーから得られるグリーン光はKTPで波長変換さ
れた光の内、出力ミラー方向に変換された光だけなの
で、偏光方向は直線偏光に保たれる。励起光、基本波及
び高調波の様子を図4に示す。
【0020】さらに本発明のように、KTPの端面また
はNd:YVO4の端面にHRコートを施し、非線形結晶によ
り波長変換された高調波光がレーザー結晶Nd:YVO4を通
過せずに反射させ、出力ミラーより取り出しても、高調
波光を直線偏光に保持する事が出来る。概略構成図5、
6を用いて、説明する。
【0021】概略構成図1において、各光学素子の端面
に高調波光に対してARコートを施して、レーザー材料を
通過し、直線偏光でない高調波光が出力ミラー方向に反
射してこないように構成した。概略構成図5では、非線
形光学結晶KTP503のLD側端面に高調波532nmに
対してHRコートを施してあり、概略構成図6では、レー
ザー材料Nd:YVO4602の出力ミラー側端面にHRコート
が施してある。そのため、KTP結晶のe方向に偏光方
向を持つ高調波光は、KTPまたはNd:YVO4の各端面で
反射し、偏光方向が保たれたまま再びKTP結晶のe方
向の偏光成分で透過し、出力ミラー504または604
より直線偏光(単一偏光)として取り出すことが出来
る。
【0022】概略構成図1、2において、レーザー材料
104の厚みが、高調波光に対してλ/2板の位相板ま
たは単にλ板として作用する厚さであっても出力ミラー
106または205から出射される高調波の偏向は直線
偏向に(単一偏向)に保たれる。レーザー結晶104が
λ板またはλ/2板として作用する場合、KTP結晶の
e方向偏光として得られた高調波光はNd:YVO4を往復す
ると、再びe方向の直線偏光となるため、出力ミラーよ
り得られる高調波光は直線偏光となる。そのため、レー
ザー材料端面の反射を考慮する必要もなく、安定に直線
偏光の高調波を得ることが出来る。
【0023】また、概略構成図1、2において、各光学
部品はKTP結晶により波長変換された光に対してARコ
ートがなされているので、高調波は入力ミラーやNd:YVO
4から半導体レーザーに戻る。本発明はこの光を無駄な
く、出力や縦モード等の高調波をモニタするために利用
することで、安定な高調波出力を得ることが可能とな
る。
【0024】その概略構成図を図7、8に示す。概略構
成図7において入力ミラー105から出射される高調波
はフォーカシングレンズ103を通ってダイクロイック
ミラー108により分岐される。ダイクロイックミラー
ー108には、励起光に対してARコート、高調波に対し
てHRコートが施してある。分岐された光はモニタ109
に導かれる。ここでは、モニタ109には、パワーメー
タを設置し、高調波の出力が一定になるように半導体レ
ーザー101の電源にフィードバックされ、出力安定化
がなされた。なお、モニタ109は、光スペクトルアナ
ライザーのような縦モードを観測するものでもよい。同
様に、概略構成図8においても、Nd:YVO 4204から出
射された高調波はダイクロイックミラー207により分
岐されモニタ208に導かれる。ここで用いられたモニ
タ208も概略構成図7で用いられたものと同じであ
る。概略構成図7においても、モニタとしてパワメータ
を用いることで出力の安定化が図れた。
【0025】なお、本実施例において固体レーザーには
Nd:YVO4、非線形光学結晶にはKTPを用いたが、レー
ザー材料にNd:YAGやNd:GGGやNd:YLF等の他の固体レーザ
ー結晶を用い、非線形光学結晶に他の有機無機の非線形
結晶やLiNbO3、LiTaO3等の分極反転型波長変換素子を用
いても、本発明と同様の効果が得られる。また、自己高
調波発生結晶であるNYABやNd:LNなどにおいても同様の
効果が得られる。
【0026】
【発明の効果】半導体レーザー励起固体レーザーにおい
て、内部共振器により波長変換された高調波に対して、
各光学部品の表面にARコートを施すことで、出力ミラー
より得られる高調波の偏光方向が直線偏光(単一偏光)
に保つことができる。
【0027】また、KTPの端面やNd:YVO4の端面にHR
コートを施すことで、Nd:YVO4による偏光方向の楕円化
を防ぐことができ、出力ミラーより直線偏光の高調波を
えることができる。
【0028】また、半導体レーザー方向に出射される高
調波を出力モニタとして利用することで出力の安定化が
図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体レーザー励起内部共振器型固体
レーザーの概略構成図
【図2】本発明の半導体レーザー励起内部共振器型固体
レーザーの概略構成図
【図3】図1における、励起光、基本波及び高調波の様
子を示した図
【図4】図2における、励起光、基本波及び高調波の様
子を示した図
【図5】(a)は本発明の図1の構成図において、KT
P結晶の端面に高反射率コートを施した場合の、励起
光、基本波及び高調波の様子を示した図 (b)は本発明の図2の構成図において、KTP結晶の
端面に高反射率コートを施した場合の、励起光、基本波
及び高調波の様子を示した図
【図6】(a)は本発明の図1の構成図において、Nd:Y
VO4の端面に高反射率コートを施した場合の、励起光、
基本波及び高調波の様子を示した図 (b)は本発明の図2の構成図において、Nd:YVO4の端
面に高反射率コートを施した場合の、励起光、基本波及
び高調波の様子を示した図
【図7】本発明の半導体レーザー励起内部共振器型固体
レーザーの概略構成図
【図8】本発明の半導体レーザー励起内部共振器型固体
レーザーの概略構成図
【図9】従来の半導体レーザー励起固体レーザーの内部
共振器型短波長光源の概略構成図
【符号の説明】
101 半導体レーザー 102 コリメートレンズ 103 フォーカシングレンズ 104 Nd:YVO4 105 入力ミラー 106 出力ミラー 107 KTP 201 半導体レーザー 202 コリメートレンズ 203 フォーカシングレンズ 204 Nd:YVO4 205 出力ミラー 206 KTP 301 入力ミラー 302 Nd:YVO4 303 KTP 304 出力ミラー 401 Nd:YVO4 402 KTP 403 出力ミラー 501 入力ミラー 502 Nd:YVO4 503 KTP 504 出力ミラー 601 入力ミラー 602 Nd:YVO4 603 KTP 604 出力ミラー 108 ダイクロイックミラー 109 モニタ 207 ダイクロイックミラー 208 モニタ
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】励起用半導体レーザーと、レーザー材料を
    含む共振器内部に非線形光学材料が置かれた内部共振器
    型短波長光源において、前記レーザー材料が前記半導体
    レーザーと前記非線形光学材料の間に位置し、前記レー
    ザー材料の厚みが前記非線形光学結晶により波長変換さ
    れた高調波光に対してλ板またはλ/2板として作用す
    るように制御されていることを特徴とする短波長光源。
JP24653893A 1993-10-01 1993-10-01 短波長光源 Expired - Fee Related JP3296048B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24653893A JP3296048B2 (ja) 1993-10-01 1993-10-01 短波長光源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24653893A JP3296048B2 (ja) 1993-10-01 1993-10-01 短波長光源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07106682A JPH07106682A (ja) 1995-04-21
JP3296048B2 true JP3296048B2 (ja) 2002-06-24

Family

ID=17149903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24653893A Expired - Fee Related JP3296048B2 (ja) 1993-10-01 1993-10-01 短波長光源

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3296048B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7145924B2 (en) 2003-03-27 2006-12-05 Shimadzu Corporation Solid laser apparatus
JP5075382B2 (ja) * 2006-09-26 2012-11-21 パナソニック株式会社 レーザ発振装置
JP5159783B2 (ja) * 2007-09-12 2013-03-13 三菱電機株式会社 波長変換素子および波長変換レーザ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07106682A (ja) 1995-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5257274A (en) High power laser employing fiber optic delivery means
US5377212A (en) Solid-state laser device including uniaxial laser crystal emitting linearly polarized fundamental wave and nonlinear optical crystal emitting linearly polarized harmonic wave
JP4925085B2 (ja) 深紫外レーザー光の発生方法および深紫外レーザー装置
US5809048A (en) Wavelength stabilized light source
JP3997450B2 (ja) 波長変換装置
US5504616A (en) Wavelength conversion device
JPH05210135A (ja) 光波長変換装置
JP3296048B2 (ja) 短波長光源
JPH06130328A (ja) 偏光制御素子および固体レーザー装置
JPH0922037A (ja) レーザビーム発生装置
JPH04137775A (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ
Mizuuchi et al. Continuous-wave deep blue generation in a periodically poled MgO: LiNbO3 crystal by single-pass frequency doubling of a 912-nm Nd: GdVO4 laser
Chen et al. Compact efficient diode-pumped Nd: YVO 4 Q-switched blue laser with intracavity frequency tripling
US7463410B2 (en) Optical frequency converter for non-polarized light
JP2636066B2 (ja) LiB▲下3▼O▲下5▼赤外光パラメトリック発振器
Scheps et al. Dual-wavelength coupled-cavity Ti: sapphire laser with active mirror for enhanced red operation and efficient intracavity sum frequency generation at 459 nm
JP2963220B2 (ja) 第2高調波発生装置及び光記録媒体のピックアップ
Biaggio et al. Intracavity frequency doubling of a diode pumped nd: Yag laser using a knbo3 crystal
JP2000114633A (ja) 波長変換固体レーザ装置
WO2021167021A1 (ja) レーザ加工装置。
JPH07202309A (ja) 短波長レーザ光源
JPH05299751A (ja) レーザーダイオードポンピング固体レーザー
JP2900576B2 (ja) 高調波発生装置
JP2663197B2 (ja) レーザーダイオードポンピング固体レーザー
KR100366699B1 (ko) 내부 공진형 제2 고조파 발생 장치

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080412

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090412

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100412

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110412

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120412

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130412

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees