JPH0322069B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は位相整合を結晶の方位回転により行う
光パラメトリツク発振器において、結晶を回転し
たとき、入射ビームが結晶の入射面から外れるこ
とのないように移動可能にした波長可変レーザ装
置に関するものである。

「従来の技術」 一般に、波長可変レーザ方式には、色素レーザ
方式、温度同調方式、光パラメトリツク発振方
式、アレキサンドライトレーザ方式などがある。
このうち、光パラメトリツク発振方式を用いた波
長可変レーザ装置は第３図に示すように、コリメ
ータレンズ１、入力反射ミラー２、出力反射ミラ
ー３、回転テーブル４上に設置された非線形光学
結晶５等によつて光パラメトリツク発振部６を構
成している。

このような構成において、励起光として例えば
355nmのパルスレーザを入力すると、非線形光学
結晶５から元の波長（355nm）と異なる波長の光
が発生する。第４図ａのように回転角（θ）が90
度のときは、500nmと1230nmの２つの光が発生
する。結晶５の回転転角（θ）を第４図ｂのよう
に変えると第５図のような特性曲線ｏ，ｅをもつ
て２つの光の波長が接近してくる。これらの光は
微弱なため、２枚の入出力反射ミラー２，３間で
共振させて増幅して出力する。

「発明が解決しようとする問題点」 結晶５の回転角（θ）を変化すると、第５図に
示すように、それに伴い出力波長も連続的に変化
する。しかし、第４図ａに示すように、結晶５の
入射面寸法ａに制限があり、また、入射レーザ光
７にも有効径ｂがあるため、第４図ｂに示すよう
に、結晶５を許容限度以上回転すると、入射レー
ザ光７の一部が結晶５の入射面から外れて整合条
件を満たさなくなり、この部分が損失となるとい
う問題があつた。また結晶５の回転角（θ）に許
容限度があると、発振波長にも限度があつた。

「問題点を解決するための手段」 本発明は以上のような問題点を解決するために
なされたもので、非線形光学結晶を結晶方位回転
装置により方位回転して位相整合を行う光パラメ
トリツク発振器において、前記非線形光学結晶
を、前記結晶方位回転装置により回転される平面
内であつて入射光と交差する方向に移動せしめる
ための移動装置を具備してなるものである。

「作用」 非線形光学結晶の入射面にある波長のパルスレ
ーザ光を入射すると、入射レーザ光の波長とは異
なる２つの波長のレーザ光が発生し出力する。結
晶を方位回転装置により方位回転して位相整合を
行うと、２つの波長が接近するように変化したレ
ーザ光が得られる。結晶の方位回転が許容限度を
越え入射レーザ光が結晶の入射面から外れると、
それを検出して結晶を移動する。そのため入射レ
ーザ光がはずれることなく結晶の同一の入射面に
入射する。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図において、６は光パラメトリツク発振部
で、この光パラメトリツク発振部６はコリメータ
レンズ１、入力側と出力側の反射ミラー２，３お
よび非線形光学結晶５によつて構成されており、
これらについては第３図と同一であり、同符号と
する。また、前記結晶５として尿素結晶を用いる
と、この尿素結晶５は、潮解性をもつので、アル
ミニウムなどの容器８にマツチングオイル９とと
もに封入され、容器８の両端には、入、出射窓１
０，１１が設けられる。

前記非線形光学結晶５は第２図に示すように容
器８とともに方位回転装置１２の回転テーブル４
上に設置されている。この方位回転装置１２は回
転ステージ１３上に載せられ、この回転ステージ
１３はステツピングモータ１４に連結され、第１
図における回転角制御部１５からの指令により方
位回転角（θ）が制御される。

前記回転ステージ１３はまた、移動装置１６の
リニア駆動テーブル１７上の載せられ、リニアパ
ルスモータ１８によつて光軸７に直交した２本の
リニアガイド１９，１９上を摺動自在に設けられ
ている。そしてこの移動装置１６は第１図におけ
るパルス発生器２０からの信号によつて前記非線
形光学結晶５を方位回転装置１２と一体に、入射
光軸７と直角な方向に移動せしめる。前記光パラ
メトリツク発振部６の出力側には入射光のずれ検
出用ハーフミラー２１と、このハーフミラー２１
で取出された出力の一部からずれを検出する
CCD（固体撮像素子）、フオトダイオード、PSD
などからなるフオトセンサ２２と、このフオトセ
ンサ２２の出力と予めメモリ２３に記憶されたず
れのない信号とを比較してずれ量ｈを出力する比
較回路２４と、この比較回路２４の出力からパル
ス数に対応した出力をする演算部２５と、この演
算部２５の出力に基づいてパルス信号を出力する
前記パルス発生器２０とからなり、このパルス発
生器２０からの出力が前記移動装置１６へ送られ
る。なお、２６はエンコーダ、２７はフイルタで
ある。

以上のような構成における作用を説明する。

非線形光学結晶５として尿素結晶を用い、
355nmのレーザ光で、この結晶５を励起したもの
とする。結晶５の回転角（θ）が90度のとき、す
なわち入射光軸７と結晶５の入射面とが直交して
いるとき、励起光７は入射窓１０、マツチングオ
イル９、結晶５、出射窓１１を直進して透過す
る。このとき、結晶５によつて355nmのレーザ光
と異なる波長の500nmと1230nmの２つの光が発
生して第１図の点線で示したように直進したレー
ザ光７ａが出力する。

ここで、回転角制御部１５からの信号で方位回
転装置１２のステツピングモータ１４を回転し、
結晶５を90度より小さい回転角（θ）に方位回転
させると、励起光７は入射窓１０とマツチングオ
イル９との境界で回転角（θ）に対応した屈折率
で第１図の実線で示したレーザ光７ｂのように屈
折してさらに結晶５を通過し、再びマツチングオ
イル９と出射窓１１との境界で屈折して励起光７
と平行なレーザ光７ｃとして出力する。このと
き、結晶５の連続的な回転角（θ）の変化に対応
して、前記２つの光の波長は第５図の特性線ｅと
ｏのように連続的に変化する。

ここで、光パラメトリツク発振部６からの出力
はハーフミラー２１によつて一部がフオトセンサ
２２へ送られ、光軸の位置が検出され、検出値が
比較回路２４へ送られる。この比較回路２４には
メモリ２３から光軸ずれのないときのデータが送
られて結晶５の回転に伴う光軸ずれの出力と比較
し、ずれ量ｈに対応した信号を出力する。このず
れ量ｈが結晶５の入射面から入射光が外れる程度
に大きくなると、それに対応するパルス数が演算
部２５から出力し、さらにパルス発生器２０を経
て移動装置１６のリニアパルスモータ１８へ送
る。すると、このリニアパルスモータ１８によつ
てリニアガイド１９，１９上をリニア駆動テーブ
ル１７が移動して入射光のはずれを補正する。

前記実施例では、出力側の光軸のずれのフオト
センサ２２による検出値とメモリ２３に記憶した
データとを比較してずれ量ｈを得、そのずれ量ｈ
が一定値を越すと移動装置１６を駆動して補正し
た。しかし、回転角制御部１５からの回転角制御
信号と入射光の結晶５からの入射光のはずれとは
所定の関係があつて予め知ることができるので、
回転角制御部１５からの信号を演算部２５へ送
り、回転角（θ）が所定値になつたとき移動装置
１６を駆動して補正するようにしてもよい。

前記実施例では、移動装置１６による移動方向
を光軸７と直交する方向としたが、光軸７と交差
さえしていれば直交する方向に限られるものでな
ない。

「発明の効果」 本発明は上述のように構成したので、入射光が
結晶の入射面から外れることがあつても、移動装
置で結晶を移動して外れを補正し、入射光の整合
条件を満たすことができ、パワー密度の損失のな
い安定した出力光を得ることができる。

また、自動的に補正されるので、装置全体を確
実にほこりや塵埃から保護でき、ミラー、レン
ズ、結晶等への焼きつき、損傷、発振効率の減少
等が防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による波長可変レーザ装置の一
実施例を示す説明図、第２図は光パラメトリツク
発振部の器体内の断面図、第３図は従来の装置の
説明図、第４図は非線形光学結晶の入射光との関
係を示す説明図、第５図は方位回転角（θ）と出
力光の波長の関係を示す特性図である。 １……コリメータレンズ、２，３……反射ミラ
ー、４……回転テーブル、５……非線形光学結
晶、６……光パラメトリツク発振部、７……入射
光、８……容器、９……マツチングオイル、１０
……入射窓、１１……出射窓、１２……方位回転
装置、１４……ステツピングモータ、１５……回
転角制御部、１６……移動装置、１７……リニア
駆動テーブル、１８……リニアパルスモータ、１
９……リニアガイド、２０……パルス発生器、２
１……ハーフミラー、２２……フオトセンサ、２
３……メモリ、２４……比較回路、２５……演算
部、２６……エンコーダ、２７……フイルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非線形光学結晶を結晶方位回転装置により方
   位回転して位相整合を行う光パラメトリツク発振
   器において、前記非線形光学結晶を、前記結晶方
   位回転装置により回転される平面内であつて入射
   光と交差する方向に移動せしめるための移動装置
   を具備してなることを特徴とする波長可変レーザ
   装置。 ２ 移動装置は、光軸と交差する方向に設けたリ
   ニアガイド上に、リニア駆動テーブルを移動自在
   に設け、このリニア駆動テーブル上に結晶方位回
   転装置を載せてなる特許請求の範囲第１項記載の
   波長可変レーザ装置。