JP5293613B2 - 半導体レーザ励起固体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ励起固体レーザ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5293613B2 JP5293613B2 JP2009550379A JP2009550379A JP5293613B2 JP 5293613 B2 JP5293613 B2 JP 5293613B2 JP 2009550379 A JP2009550379 A JP 2009550379A JP 2009550379 A JP2009550379 A JP 2009550379A JP 5293613 B2 JP5293613 B2 JP 5293613B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonic
- crystal
- semiconductor laser
- state laser
- solid
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3544—Particular phase matching techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/1312—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
- G02F1/3507—Arrangements comprising two or more nonlinear optical devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/354—Third or higher harmonic generation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3544—Particular phase matching techniques
- G02F1/3548—Quasi phase matching [QPM], e.g. using a periodic domain inverted structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
- H01S3/09415—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/117—Q-switching using intracavity acousto-optic devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
そこで、本発明の目的は、第3高調波発生用結晶としてタイプIの非線形光学結晶や擬似位相整合素子を用いることが出来る半導体レーザ励起固体レーザ装置を提供することにある。
上記第1の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、第2高調波発生用結晶(6)として擬似位相整合素子を用いることにより、基本波と第2高調波の偏光方向が一致するため、第3高調波発生用結晶(5)としてタイプIの非線形光学結晶や擬似位相整合素子を特殊な偏光操作無しで用いることが出来るようになり、結晶の選択幅が広がる。
上記第2の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、タイプIの非線形光学結晶を用いることで変換効率を向上しうる。図7の表1に第3高調波発生用の代表的な結晶における有効非線形定数を示す。各結晶ともタイプIの方が有効非線形定数が大きいことが分る。
上記第3の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、擬似位相整合素子の非線形定数が大きいために、必要な変換効率を得るために必要な結晶長を短く出来、共振器長を短く出来る。共振器長を短くすることは、パルス発振の場合にパルス幅を短く出来ることにつながる。パルス幅の短い紫外レーザ光はMALDI/TOF−MSや精密加工に有用である。
また、結晶長を短く出来ると、一般的に小さい擬似位相整合素子の温度許容幅が改善される効果も期待される。
上記第4の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、異なる周期の反転分極をモノリシックに作り込んで第2高調波発生用結晶(6)と第3高調波発生用結晶(5)とを一つの素子とすることで、第2高調波−第3高調波の連続した波長変換が可能となり、小型化のみならず、信頼性の向上も見込まれる。
上記第5の観点による半導体レーザ励起固体レーザ装置では、MgをドープしたストイキオメトリックLTに分極反転構造を作製して擬似位相整合M素子としたPPMgSLTを用いるため、MgSLTが有する光損傷閾値が高く、紫外光の透過性があるという特徴を有効に利用できる。
この半導体レーザ励起固体レーザ装置100は、励起レーザ光を発振する半導体レーザ1と、励起レーザ光を集光する集光レンズ系2と、励起レーザ光により励起されて基本波を出力する固体レーザ媒質3と、Qスイッチ素子12と、基本波および第2高調波を透過し第3高調波を反射するダイクロイック・ビームスプリッタ4と、基本波から第2高調波を出力する第2高調波発生用結晶(=SHG素子)6と、基本波および第2高調波を反射するミラー7と、第2高調波発生用結晶6側から来た基本波および第2高調波の和周波を発生させることにより第3高調波を出力する第3高調波発生用結晶(=THG素子)5と、ビームスプリッタ4で反射された第3高調波の一部を反射し第3高調波出力Loとし他の一部を透過するビームスプリッタ9と、ビームスプリッタ9を透過した第3高調波を受光するホトダイオード10と、ホトダイオード10で受光する第3高調波のエネルギーまたは平均出力が一定になるように半導体レーザ1を駆動するAPC回路11とを具備している。
固体レーザ媒質3の端面とミラー7との間で光共振器8が構成され、例えば波長1064nmの基本波が発振する。
この半導体レーザ励起固体レーザ装置200は、実施例1に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置100と基本的に同じ構成であるが、第3高調波発生用結晶5が第2高調波発生用結晶6と同様の擬似位相整合素子(=QPM素子)であり、例えばマグネシウムをドープしたストイキオメトリックLTに分極反転構造を作製して擬似位相整合素子としたPPMgSLTである。
この半導体レーザ励起固体レーザ装置300は、実施例2に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置200と基本的に同じ構成であるが、異なる周期の反転分極をモノリシックに作り込んで第2高調波発生用結晶6と第3高調波発生用結晶5とを一つの素子としたものである。
2 集光レンズ
3 固体レーザ媒質
4 ダイクロイック・ビームスプリッタ
5 第3高調波発生用結晶
6 第2高調波発生用結晶
7 ミラー
8 光共振器
9 ビームスプリッタ
10 ホトダイオード
11 APC回路
12 Qスイッチ素子
100 半導体レーザ励起固体レーザ装置
Claims (1)
- 励起レーザ光を発振する半導体レーザ(1)と、前記励起レーザ光により励起されて基本波を出力する固体レーザ媒質(3)と、Qスイッチ(12)と、前記基本波から第2高調波を出力する第2高調波発生用結晶(6)と、前記基本波および前記第2高調波から第3高調波を出力する第3高調波発生用結晶(5)とを具備し、前記第2高調波発生用結晶(6)が、マグネシウムをドープしたストイキオメトリックLTに分極反転構造を作製して擬似位相整合素子としたPPMgSLTであり、前記第3高調波発生用結晶(5)がタイプIの非線形光学結晶であることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009550379A JP5293613B2 (ja) | 2008-01-25 | 2008-03-28 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008014504 | 2008-01-25 | ||
JP2008014504 | 2008-01-25 | ||
PCT/JP2008/000789 WO2009093289A1 (ja) | 2008-01-25 | 2008-03-28 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
JP2009550379A JP5293613B2 (ja) | 2008-01-25 | 2008-03-28 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2009093289A1 JPWO2009093289A1 (ja) | 2011-05-26 |
JP5293613B2 true JP5293613B2 (ja) | 2013-09-18 |
Family
ID=40900810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009550379A Active JP5293613B2 (ja) | 2008-01-25 | 2008-03-28 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8369366B2 (ja) |
JP (1) | JP5293613B2 (ja) |
WO (1) | WO2009093289A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10228607B2 (en) | 2014-05-22 | 2019-03-12 | Lumentum Operations Llc | Second harmonic generation |
EP2947509B1 (en) * | 2014-05-22 | 2022-04-13 | Lumentum Operations LLC | Cascaded optical harmonic generation |
JP6286089B2 (ja) * | 2016-06-08 | 2018-02-28 | ルーメンタム オペレーションズ エルエルシーLumentum Operations LLC | カスケード光高調波発生 |
JP7169063B2 (ja) * | 2017-12-14 | 2022-11-10 | 株式会社キーエンス | レーザ加工装置及びレーザ発振器 |
JP7050024B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2022-04-07 | 京セラSoc株式会社 | レーザ装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05333395A (ja) * | 1992-04-03 | 1993-12-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換装置 |
US5850407A (en) * | 1997-11-25 | 1998-12-15 | Lightwave Electronics Corporation | Third-harmonic generator with uncoated brewster-cut dispersive output facet |
US20060006701A1 (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Jason Wells | System and method for rain detection and automatic operation of power roof and power windows |
WO2006006701A1 (ja) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | コヒーレント光源およびこれを用いた光学装置 |
US7079557B1 (en) * | 2003-10-02 | 2006-07-18 | Phtonics Industries Int'l | Intracavity OPO laser |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4866720A (en) * | 1988-08-15 | 1989-09-12 | Rockwell International Corporation | Multicolored laser source |
US5936983A (en) * | 1997-01-24 | 1999-08-10 | Photonics Industries International, Inc. | Third harmonic generation apparatus |
US6697391B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-02-24 | Lightwave Electronics | Intracavity resonantly enhanced fourth-harmonic generation using uncoated brewster surfaces |
US7016389B2 (en) * | 2003-01-24 | 2006-03-21 | Spectra Physics, Inc. | Diode pumped laser with intracavity harmonics |
US7801188B2 (en) * | 2007-04-02 | 2010-09-21 | Cobolt Ab | Continuous-wave ultraviolet laser |
WO2009050876A1 (ja) * | 2007-10-18 | 2009-04-23 | Panasonic Corporation | 短波長光源及び光学装置 |
US7903701B2 (en) * | 2009-03-27 | 2011-03-08 | Electro Scientific Industries, Inc. | Intracavity harmonic generation using a recycled intermediate harmonic |
-
2008
- 2008-03-28 US US12/734,624 patent/US8369366B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-03-28 WO PCT/JP2008/000789 patent/WO2009093289A1/ja active Application Filing
- 2008-03-28 JP JP2009550379A patent/JP5293613B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05333395A (ja) * | 1992-04-03 | 1993-12-17 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光波長変換装置 |
US5850407A (en) * | 1997-11-25 | 1998-12-15 | Lightwave Electronics Corporation | Third-harmonic generator with uncoated brewster-cut dispersive output facet |
US7079557B1 (en) * | 2003-10-02 | 2006-07-18 | Phtonics Industries Int'l | Intracavity OPO laser |
US20060006701A1 (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Jason Wells | System and method for rain detection and automatic operation of power roof and power windows |
WO2006006701A1 (ja) * | 2004-07-15 | 2006-01-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | コヒーレント光源およびこれを用いた光学装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100254413A1 (en) | 2010-10-07 |
JPWO2009093289A1 (ja) | 2011-05-26 |
US8369366B2 (en) | 2013-02-05 |
WO2009093289A1 (ja) | 2009-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6999483B1 (en) | External 3rd, 4th and 5th harmonic laser | |
JP3997450B2 (ja) | 波長変換装置 | |
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 | |
US6697391B2 (en) | Intracavity resonantly enhanced fourth-harmonic generation using uncoated brewster surfaces | |
US6327281B1 (en) | Laser with harmonic cavity | |
JP3998067B2 (ja) | 固体レーザ発振器 | |
JP5293613B2 (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
JP4231829B2 (ja) | 内部共振器型和周波混合レーザ | |
US6393034B1 (en) | Laser apparatus and laser processing apparatus | |
US7079557B1 (en) | Intracavity OPO laser | |
JP5170439B2 (ja) | 固体レーザ発振器 | |
JP2007273558A (ja) | 波長変換レーザ装置 | |
JPH08116121A (ja) | 波長変換レーザー | |
GB2385459A (en) | A laser cavity including a lyot filter | |
JP2010027971A (ja) | コンパクトで効率のよいマイクロチップレーザ | |
US8649404B2 (en) | Compact and efficient visible laser source with high speed modulation | |
US7269189B2 (en) | Coherent light source based on sum-frequency mixing | |
CN105006734B (zh) | 一种基于体光栅构成半内腔式光学参量振荡器的2μm激光器 | |
JP2000338530A (ja) | レーザ光の波長変換装置とその変換方法 | |
JP2010278289A (ja) | レーザ発振装置 | |
JP4446300B2 (ja) | 第5高調波発生装置 | |
JPH08227085A (ja) | レーザ装置 | |
JP2005123226A (ja) | 内部共振器型の和周波混合レーザ | |
US20120087383A1 (en) | Bonded periodically poled optical nonlinear crystals | |
JP2021132127A (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120904 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130527 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5293613 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |