JPH0388379A - レーザ装置 - Google Patents
レーザ装置Info
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- JPH0388379A JPH0388379A JP1225212A JP22521289A JPH0388379A JP H0388379 A JPH0388379 A JP H0388379A JP 1225212 A JP1225212 A JP 1225212A JP 22521289 A JP22521289 A JP 22521289A JP H0388379 A JPH0388379 A JP H0388379A
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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
- H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
- H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
- H01S3/2316—Cascaded amplifiers
-
- 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
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
なるレーザ光)#trをKTP等の非輪形光学結晶によ
って高調波レーザ光に波長変換して出射するレーザ装置
に関する。
って高調波レーザ光に波長変換して出射するレーザ装置
に関する。
[従来の技術]
一般に、非線形光学結晶を用いて、基本波レーザ光から
高調波レーザ光に波長変換するとき、その変換効率は、
非線形光学結晶に入射する基本波レーザ光の光強度に依
存することが広く知られている。この事実に基づいて、
非線形光学結晶に基本波レーザ光を入射させる際、集束
させることにより、基本波レーザ光の光強度を向上させ
、その結果、高い変換効率で高調波レーザ光を得ようと
したレーザ装置が提案されている(例えば、特開昭62
−189783号公報参照)。
高調波レーザ光に波長変換するとき、その変換効率は、
非線形光学結晶に入射する基本波レーザ光の光強度に依
存することが広く知られている。この事実に基づいて、
非線形光学結晶に基本波レーザ光を入射させる際、集束
させることにより、基本波レーザ光の光強度を向上させ
、その結果、高い変換効率で高調波レーザ光を得ようと
したレーザ装置が提案されている(例えば、特開昭62
−189783号公報参照)。
第4図は、上記提案に係るレーザ装置の構成図である。
図において、符号1は固体レーザ媒体、符号2は非線形
光学結晶、符号3は出力鏡、符号4.5は凸レンズ、符
号6はレーザ・ダイオードからなる励起光源である。
光学結晶、符号3は出力鏡、符号4.5は凸レンズ、符
号6はレーザ・ダイオードからなる励起光源である。
前記固体レー1fI体1は、光軸方向に対向端面1a1
1bを備えている。前記端面1aには、出力lI3と協
動して、この固体レーザ媒体1から出射する基本波レー
ザ光に対して共振器を構成する反射膜が配設されている
。この共振器、即ち出力!113と前記反射膜との間で
形成される基本波レーザ光の共振光路中には非線形光学
結晶2が配置されている。前記レーザ光の共振光は、固
体レーザ媒体1の端面1bが球面レンズ状に形成されて
いることから、非線形光学結晶2内において集束光とな
る。尚、固体レーザ媒体1の端面1aに配設された反射
膜は、基本波レーザ光を反射する光学的特性の他に、レ
ーザ◆ダイオード6から出射した励起用レーザ光を透過
し、かつ、非線形光学結晶2から出射する高調波レーザ
光を反射する光学的特性を併わせ持っている。
1bを備えている。前記端面1aには、出力lI3と協
動して、この固体レーザ媒体1から出射する基本波レー
ザ光に対して共振器を構成する反射膜が配設されている
。この共振器、即ち出力!113と前記反射膜との間で
形成される基本波レーザ光の共振光路中には非線形光学
結晶2が配置されている。前記レーザ光の共振光は、固
体レーザ媒体1の端面1bが球面レンズ状に形成されて
いることから、非線形光学結晶2内において集束光とな
る。尚、固体レーザ媒体1の端面1aに配設された反射
膜は、基本波レーザ光を反射する光学的特性の他に、レ
ーザ◆ダイオード6から出射した励起用レーザ光を透過
し、かつ、非線形光学結晶2から出射する高調波レーザ
光を反射する光学的特性を併わせ持っている。
又、出力113は、前述した通り、基本波レーザ光に対
しては共振器となるが、非線形光学結晶2において基本
波レーザ光から一部波長変換された高調波レーザ光に対
しては透過させる光学的特性を有している。
しては共振器となるが、非線形光学結晶2において基本
波レーザ光から一部波長変換された高調波レーザ光に対
しては透過させる光学的特性を有している。
従って、レーザ・ダイオード6から出射した励起用レー
ザ光を凸レンズ4.5で集束させた後、固体レーザ媒体
1に入射させて固体レーザ媒体1を励起することにより
、出力lI3と前記反射膜との間で、固体レーザ媒体1
から出射した基本波レーザ光の共振光路が形成される。
ザ光を凸レンズ4.5で集束させた後、固体レーザ媒体
1に入射させて固体レーザ媒体1を励起することにより
、出力lI3と前記反射膜との間で、固体レーザ媒体1
から出射した基本波レーザ光の共振光路が形成される。
これにより、この共振光路中に配置されている非線形光
学結晶に集束された基本波レーザ光が入射するので、非
線形光学結晶2において、基本波レーザ光から波長変換
された高調波レーザ光が発生し、出力!113から高調
波レーザ光を取り出すことができる。
学結晶に集束された基本波レーザ光が入射するので、非
線形光学結晶2において、基本波レーザ光から波長変換
された高調波レーザ光が発生し、出力!113から高調
波レーザ光を取り出すことができる。
尚、レーザ・ダイオード6から出射した励起用レーザ光
は、凸レンズ4.5によって、固体レーザ媒体1の光軸
上に集束することから、固体レーザ媒体1から出射する
基本波レーザ光はTEM。
は、凸レンズ4.5によって、固体レーザ媒体1の光軸
上に集束することから、固体レーザ媒体1から出射する
基本波レーザ光はTEM。
Oモード(ガウシャン分布〉となる。このため、この基
本波レーザ光を集束した場合、高い集束度が得られるの
で、基本波レーザ光は非線形光学結晶において、高い光
強度を示すに至り、集束しない場合に比べて比較的高い
波長変換効率で基本波レーザ光から高調波レーザ光に変
換することができる。
本波レーザ光を集束した場合、高い集束度が得られるの
で、基本波レーザ光は非線形光学結晶において、高い光
強度を示すに至り、集束しない場合に比べて比較的高い
波長変換効率で基本波レーザ光から高調波レーザ光に変
換することができる。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、従来のレーザ装置においては、非線形光
学結晶に入射させる基本波レーザ光のビーム径方向の光
強度分布がガウシャン分布となっているため、光強度は
ビーム径の中心から周辺に向かうに従って、漸次、低下
してしまう。このような光強度分布を有する基本波レー
ザ光を非線形光学結晶に入射させた場合、前述した光強
度の変化に伴ない波長変換効率もビーム径の中心から周
辺に向かうに従って低下することになる。つまり、ガウ
シャン分布の基本波レーザ光を非線形光学結晶に入射さ
せる限り、ビーム径方向において、均有する基本波レー
ザ光を集束させて非線形光学結晶に入射させると、ビー
ム中心近傍においては光強度を向上させることができる
ものの、上述したビーム径方向における波長変換効率の
不均一性は顕著になる。又、非線形光学結晶は、その結
晶の種類により、各々、固有の破壊閾値を有しているの
で、際限なく基本波レーザ光の光強度を増加させること
はできない。従って、従来のレーザ装置のように基本波
レーザ光の光強度の増加のみによって波長変換効率の向
、Eを計ることは限界をきたすという問題点もあった。
学結晶に入射させる基本波レーザ光のビーム径方向の光
強度分布がガウシャン分布となっているため、光強度は
ビーム径の中心から周辺に向かうに従って、漸次、低下
してしまう。このような光強度分布を有する基本波レー
ザ光を非線形光学結晶に入射させた場合、前述した光強
度の変化に伴ない波長変換効率もビーム径の中心から周
辺に向かうに従って低下することになる。つまり、ガウ
シャン分布の基本波レーザ光を非線形光学結晶に入射さ
せる限り、ビーム径方向において、均有する基本波レー
ザ光を集束させて非線形光学結晶に入射させると、ビー
ム中心近傍においては光強度を向上させることができる
ものの、上述したビーム径方向における波長変換効率の
不均一性は顕著になる。又、非線形光学結晶は、その結
晶の種類により、各々、固有の破壊閾値を有しているの
で、際限なく基本波レーザ光の光強度を増加させること
はできない。従って、従来のレーザ装置のように基本波
レーザ光の光強度の増加のみによって波長変換効率の向
、Eを計ることは限界をきたすという問題点もあった。
た
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされ番ものであり、
ビーム断面における光強度が規制されると共に、光強度
が増幅された基本波レーず光を非線形光学結晶に入射さ
せることにより、高い波長変換効率が得られるレーザ装
置を提供することを目的としている。
ビーム断面における光強度が規制されると共に、光強度
が増幅された基本波レーず光を非線形光学結晶に入射さ
せることにより、高い波長変換効率が得られるレーザ装
置を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段]
本発明のレーザ装置は、規制手段よってビーム断面の光
強度がIIIされた光強度分布を有する基本波レーザ光
を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射する
基本波レーザ光の光強度を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段から送出される基本波レーザ光を入射して
、高調波レーザ光に波長変換して出射する非線形光学結
晶と、 前記レーザ光源から出射する基本波レーザ光の、前記規
制手段によって光強度が規制された光強度分布を、前記
非線形光学結晶内を進行する基本波レーザ光の光強度分
布に相似的に転送させる転送手段とを備えたことを特徴
とする。
強度がIIIされた光強度分布を有する基本波レーザ光
を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射する
基本波レーザ光の光強度を増幅する増幅手段と、 前記増幅手段から送出される基本波レーザ光を入射して
、高調波レーザ光に波長変換して出射する非線形光学結
晶と、 前記レーザ光源から出射する基本波レーザ光の、前記規
制手段によって光強度が規制された光強度分布を、前記
非線形光学結晶内を進行する基本波レーザ光の光強度分
布に相似的に転送させる転送手段とを備えたことを特徴
とする。
又、本発明の他のレーザ装dは、規制手段によってビー
ム断面の光強度が規制された光強度分布を有する基本波
レーザ光を出射するレーザ光源と、基本波レーザ光を入
射して、高調波レーザ光に波長変換して出射する非線形
光学結晶とを備え、前側及び後側の一対の結像点を有し
、前側結像点の基本波レーザ光のビーム断面における光
強度分布を後側結像点に転送するイメージ・リレーを前
記レーザ光源の前記規制手段と前記非線形光学結晶との
間に複数個直列に介設し、前記複数個のイメージ・リレ
ーは、前記規制手段に含まれる前側結像点を有するイメ
ージ・リレーと匈記非線形光学結晶に含まれる後側結像
点を有するイメージ・リレーとを少なくとも含み、かつ
、隣接するイメージ・リレー同士は、互いの前側及び後
側結像点を近傍に配置して成り、 前記隣接するイメージ・リレー間の少なくとも一つに、
各々近傍に配置された前側及び後側結像点を含む増幅器
を配設したことを特徴とする。
ム断面の光強度が規制された光強度分布を有する基本波
レーザ光を出射するレーザ光源と、基本波レーザ光を入
射して、高調波レーザ光に波長変換して出射する非線形
光学結晶とを備え、前側及び後側の一対の結像点を有し
、前側結像点の基本波レーザ光のビーム断面における光
強度分布を後側結像点に転送するイメージ・リレーを前
記レーザ光源の前記規制手段と前記非線形光学結晶との
間に複数個直列に介設し、前記複数個のイメージ・リレ
ーは、前記規制手段に含まれる前側結像点を有するイメ
ージ・リレーと匈記非線形光学結晶に含まれる後側結像
点を有するイメージ・リレーとを少なくとも含み、かつ
、隣接するイメージ・リレー同士は、互いの前側及び後
側結像点を近傍に配置して成り、 前記隣接するイメージ・リレー間の少なくとも一つに、
各々近傍に配置された前側及び後側結像点を含む増幅器
を配設したことを特徴とする。
[作用]
本発明のレーザ装置は、M4tI11手段によってビー
ム断面の光強度が規制された光強度分布を有する基本波
レーザ光を出射するレーザ光all−1!−を備えてい
ることから、規制手段において基本波レーザ光のビーム
断面の光強度を抑制できる。更に、前記規制手段によっ
て得られた光強度分布を非線形光学結晶に相似的に転送
する手段参を備えていることから、前記規制手段により
得られた前記光強度分布は、基本レーザ光の進行に伴な
って変化するものの、少なくとも非線形光学結晶内部に
おいては前記光強度分布と相似性を有する光強度分布を
形成することができる。従って、非線形光学結晶に入射
し′た基本波レーザ光においても、ビーム断面における
光強度差を抑制することができ、その結果、波長変換効
率差を抑制することができる。
ム断面の光強度が規制された光強度分布を有する基本波
レーザ光を出射するレーザ光all−1!−を備えてい
ることから、規制手段において基本波レーザ光のビーム
断面の光強度を抑制できる。更に、前記規制手段によっ
て得られた光強度分布を非線形光学結晶に相似的に転送
する手段参を備えていることから、前記規制手段により
得られた前記光強度分布は、基本レーザ光の進行に伴な
って変化するものの、少なくとも非線形光学結晶内部に
おいては前記光強度分布と相似性を有する光強度分布を
形成することができる。従って、非線形光学結晶に入射
し′た基本波レーザ光においても、ビーム断面における
光強度差を抑制することができ、その結果、波長変換効
率差を抑制することができる。
更に11本発明のレーザ装置は、レーザ光源から送出さ
れる基本波レーザ光の光強度を増幅して非線形光学結晶
に送出する増幅手段を備えていることから、レーザ光源
の規il1手段によって得られた基本波レーザ光の光強
度分布を維持し、かつ、そのピーク強度を増幅して非線
形光学結晶に入射させることができる。
れる基本波レーザ光の光強度を増幅して非線形光学結晶
に送出する増幅手段を備えていることから、レーザ光源
の規il1手段によって得られた基本波レーザ光の光強
度分布を維持し、かつ、そのピーク強度を増幅して非線
形光学結晶に入射させることができる。
[実施例]
以下、第1図乃至第3図を参照して本発明のレーザ装置
に係る一実施例を説明する。
に係る一実施例を説明する。
第1図は、本発明のレーザ装置に係る実施例の構成図、
第2図はイメージ・リレーの構成図、第3図(a)〜(
b)は基本波レーザ光が進行する際の、光強度分布の変
化を示す図である。なお、第1図においてイメージ・リ
レー2oの後方の光軸■は、増幅器27の前方の光軸■
に結合されている。
第2図はイメージ・リレーの構成図、第3図(a)〜(
b)は基本波レーザ光が進行する際の、光強度分布の変
化を示す図である。なお、第1図においてイメージ・リ
レー2oの後方の光軸■は、増幅器27の前方の光軸■
に結合されている。
このレーザ装置は、レーザ光源1oから出射した基本波
レーザ光を、第1非線形光学結晶11において先ず第2
高調波レーザ光に波長変換し、更に、前記第1非線形光
学結晶11で得られた第2′BM波レーザ光を第2非線
形光学結晶12において第4高調波レーザ光に波長変換
するものである。そして、前記レーザ光源10で得られ
た基本波レーザ光のビーム断面の光強度分布を前記第1
非線形光学結晶11及び第2非線形光学結晶12に相似
的に転送する転送手段13と、前記基本波レーザ光の光
強度を増幅する増幅手段14とを、前記レーザ光111
Gと前記第2非線形光学結晶12との間に介設している
。
レーザ光を、第1非線形光学結晶11において先ず第2
高調波レーザ光に波長変換し、更に、前記第1非線形光
学結晶11で得られた第2′BM波レーザ光を第2非線
形光学結晶12において第4高調波レーザ光に波長変換
するものである。そして、前記レーザ光源10で得られ
た基本波レーザ光のビーム断面の光強度分布を前記第1
非線形光学結晶11及び第2非線形光学結晶12に相似
的に転送する転送手段13と、前記基本波レーザ光の光
強度を増幅する増幅手段14とを、前記レーザ光111
Gと前記第2非線形光学結晶12との間に介設している
。
前記レーザ光源10は、基本波レーザ光L1をQスイッ
チ発振させるレーザ発振1llsと、このレーザ発振器
15から発振した基本波レーザ光し1のビーム径を拡大
するビーム・エキスパンダー16と、このビーム・エキ
スパンダー16から送出される基本波レーザ光し2のビ
ーム断面の光強度をMtAするJJIIIJ手段たるア
パーチュア17とから構成されている。
チ発振させるレーザ発振1llsと、このレーザ発振器
15から発振した基本波レーザ光し1のビーム径を拡大
するビーム・エキスパンダー16と、このビーム・エキ
スパンダー16から送出される基本波レーザ光し2のビ
ーム断面の光強度をMtAするJJIIIJ手段たるア
パーチュア17とから構成されている。
前記レーザ発振!115は、Nd:YAGからなるレー
ザ媒体(図示せず)を励起すると共に、ポッケルス・セ
ル(図示せず)を駆動させることにより、波長1.06
4mの基本波レーず光し盲をQスイッチ発振させること
ができる。この基本波レーザ光L1は、TEM00の横
モードを有し、かつ、出射時(第1図×点〉におけるビ
ーム断面の光強度分布は第3図(a)に示す通り、ガウ
シャン分布< t tr)−106−2’fy)”
但し、Ioはピーク強度、ωはビーム半径である。)と
なっている。
ザ媒体(図示せず)を励起すると共に、ポッケルス・セ
ル(図示せず)を駆動させることにより、波長1.06
4mの基本波レーず光し盲をQスイッチ発振させること
ができる。この基本波レーザ光L1は、TEM00の横
モードを有し、かつ、出射時(第1図×点〉におけるビ
ーム断面の光強度分布は第3図(a)に示す通り、ガウ
シャン分布< t tr)−106−2’fy)”
但し、Ioはピーク強度、ωはビーム半径である。)と
なっている。
又、ピーク強度1oは2Mw/gJである。
ビーム・エキスパンダー16は、共焦点16Cを共有す
る一対の凸レンズ16a及び16bとにより構成されて
いる。このビーム◆エキスパンダー16に入射した基本
波レーザ光L1は、そのビーム径ωを1amから10厘
に拡大された基本波レーザ光L2に変換されてこのビー
ム・エキスパンダー16から出射する。出射時(第1図
Y点)における基本波レーザ光し2の光強度分布は第3
図(b)に示す通り、基本波レーザし1に比べて、ピー
ク強度が1100K/mに低下するものの、ピー・ムの
中心から周辺に至る光強度の変化が緩和された光強度分
布となる。
る一対の凸レンズ16a及び16bとにより構成されて
いる。このビーム◆エキスパンダー16に入射した基本
波レーザ光L1は、そのビーム径ωを1amから10厘
に拡大された基本波レーザ光L2に変換されてこのビー
ム・エキスパンダー16から出射する。出射時(第1図
Y点)における基本波レーザ光し2の光強度分布は第3
図(b)に示す通り、基本波レーザし1に比べて、ピー
ク強度が1100K/mに低下するものの、ピー・ムの
中心から周辺に至る光強度の変化が緩和された光強度分
布となる。
アパーチュア17は、中央部に16JwI(高さ)08
m(幅)の矩形状の開口部17aを穿設した円盤状体か
らなる。前記ビーム・エキスパンダー16から送出され
た基本波レーザ光L2は、このアパーチュア17の入射
面17bに入射し、この入射した基本波レーザ光し2の
中で、アパーチュア11h1らは、その開口部17aを
通過した基本波レーザ光L3のみが選択的に出射される
。このとき、基本波レーザ光L3のビーム断面は、開口
部17aの外形に相当する16mg+(高さ)X8am
(幅)の矩形に成形される。又、アパーチュア17の入
射面17bにおける基本波レーザ光L3の光強度分布(
1)は、第3図(C)に示す通りビーム幅8層の範囲に
おいて、最大光強*1100K/aJから最小光強度9
7 KW/ajの間に光強度が規制された略矩形状の光
強度分布となる。尚、この規制に際しては、光強度分布
をスーパーガウシャン分布 1(r)−1゜e−(fr、)” 、おい、。が−と
な。分布、即ち、II!想的な矩形状にすることが好ま
しい。
m(幅)の矩形状の開口部17aを穿設した円盤状体か
らなる。前記ビーム・エキスパンダー16から送出され
た基本波レーザ光L2は、このアパーチュア17の入射
面17bに入射し、この入射した基本波レーザ光し2の
中で、アパーチュア11h1らは、その開口部17aを
通過した基本波レーザ光L3のみが選択的に出射される
。このとき、基本波レーザ光L3のビーム断面は、開口
部17aの外形に相当する16mg+(高さ)X8am
(幅)の矩形に成形される。又、アパーチュア17の入
射面17bにおける基本波レーザ光L3の光強度分布(
1)は、第3図(C)に示す通りビーム幅8層の範囲に
おいて、最大光強*1100K/aJから最小光強度9
7 KW/ajの間に光強度が規制された略矩形状の光
強度分布となる。尚、この規制に際しては、光強度分布
をスーパーガウシャン分布 1(r)−1゜e−(fr、)” 、おい、。が−と
な。分布、即ち、II!想的な矩形状にすることが好ま
しい。
このようにして、レーザ光源10から、アパーチュア1
7においてビーム断面の光強度が一定範囲内にWi制さ
れた光強度分布(I)を有する基本波レーザ光L3を出
射することができる。
7においてビーム断面の光強度が一定範囲内にWi制さ
れた光強度分布(I)を有する基本波レーザ光L3を出
射することができる。
次に、レーザ光源10から出射した基本波レーザ光L3
の、7パーチユア11の入射面17bにおける光強度分
布(I)を、第1非線形光学結晶11及び第2非線形光
学結晶12に相似的に転送する転送手段13について説
明する。
の、7パーチユア11の入射面17bにおける光強度分
布(I)を、第1非線形光学結晶11及び第2非線形光
学結晶12に相似的に転送する転送手段13について説
明する。
この転送手段13は、レーザ光l110と第2非線形光
学結晶12との間に介設されると共に、基本波レーザ光
し3の進行方向に沿って直列に配列されたイメージ◆リ
レー18.19.2G、21.及び22から成る。
学結晶12との間に介設されると共に、基本波レーザ光
し3の進行方向に沿って直列に配列されたイメージ◆リ
レー18.19.2G、21.及び22から成る。
ここで、先ず、第2図を参照して一対の凸レンズにより
構成される一般的なイメージ・リレーについて説明する
。第2図に示すイメージ・リレー3Gは、焦点距離f1
の第1凸レンズ30aと焦点距離f2の第2凸レンズ3
0bとを光軸上に対向配置することにより構成される。
構成される一般的なイメージ・リレーについて説明する
。第2図に示すイメージ・リレー3Gは、焦点距離f1
の第1凸レンズ30aと焦点距離f2の第2凸レンズ3
0bとを光軸上に対向配置することにより構成される。
このイメージ・リレ−30の光線マトリックスtは次の
第(1)式で表わすことができる。
第(1)式で表わすことができる。
尚、上記第(1)式において、aは第1凸レンズ30a
の主面からイメージ・リレー30の前側結像点へまでの
距離、bは第2凸レンズ30bの主面からイメージ・リ
レー30の後側結像点Bまでの距離、dは第1凸レンズ
30a及び第2凸レンズ30bの両生面間の距離である
。
の主面からイメージ・リレー30の前側結像点へまでの
距離、bは第2凸レンズ30bの主面からイメージ・リ
レー30の後側結像点Bまでの距離、dは第1凸レンズ
30a及び第2凸レンズ30bの両生面間の距離である
。
第1凸レンズ30aと第2凸レンズ30bとを、上ら出
射させると、前倒結像点Aにおけるレーザ光L3゜のビ
ーム断面の光強度分布は後側結像点Bに相似的に転送す
ることができる。
射させると、前倒結像点Aにおけるレーザ光L3゜のビ
ーム断面の光強度分布は後側結像点Bに相似的に転送す
ることができる。
本実施例におけるイメージ・リレー18〜22も、第2
図に示したイメージ・リレー30のように、各々第1凸
レンズ18a〜22aと、第2凸レンズ18b〜22b
とから構成されている。但し、本実施例においては、上
述した前側結像点から後側結像点への光強度分布の相似
的転送のみならず、ビームの平行度も維持されるように
、特に、第1凸レンズ18a 〜22aと、第2凸レン
ス18b〜22bとは互いに共焦点18c〜22cを共
有するように光学的に結合されている。このことは、上
記(1)式においてd−fl +f2となるので、結局
、本実施例のイメージ・リレー18〜22は次の第(2
)式を満足することになる。
図に示したイメージ・リレー30のように、各々第1凸
レンズ18a〜22aと、第2凸レンズ18b〜22b
とから構成されている。但し、本実施例においては、上
述した前側結像点から後側結像点への光強度分布の相似
的転送のみならず、ビームの平行度も維持されるように
、特に、第1凸レンズ18a 〜22aと、第2凸レン
ス18b〜22bとは互いに共焦点18c〜22cを共
有するように光学的に結合されている。このことは、上
記(1)式においてd−fl +f2となるので、結局
、本実施例のイメージ・リレー18〜22は次の第(2
)式を満足することになる。
b−M(f1+f2 )−aM’ (2)(但し、
M−f2/f+) 従って、上記第(2)式を満足するように、イメージ・
リレー18〜22の第1凸レンズ18a〜22aの焦点
距離f1、第2凸レンズ18b〜22bの焦点距離f2
、第1凸レンズ18a〜22aから前側結像点AI8〜
^22までの各々の距離a及び第2凸レンズ18b〜2
2bから後側結像点818〜B22までの各々の距離す
を第1表に示す通り選定した。
M−f2/f+) 従って、上記第(2)式を満足するように、イメージ・
リレー18〜22の第1凸レンズ18a〜22aの焦点
距離f1、第2凸レンズ18b〜22bの焦点距離f2
、第1凸レンズ18a〜22aから前側結像点AI8〜
^22までの各々の距離a及び第2凸レンズ18b〜2
2bから後側結像点818〜B22までの各々の距離す
を第1表に示す通り選定した。
以下余白
第1表
尚、第1表に示す通り、イメージ・リレー21とイメー
ジ・リレー22とはf 2 / f 1が各々1/2.
1/3となっている。
ジ・リレー22とはf 2 / f 1が各々1/2.
1/3となっている。
この比率の設定によりイメージ・リレー21及び22か
ら出射する基本波レーザ光L7.L10はその断面積が
各々1/2.1/3に縮小するのでパワー密度が向上す
る。
ら出射する基本波レーザ光L7.L10はその断面積が
各々1/2.1/3に縮小するのでパワー密度が向上す
る。
前述した通り、本実施例の個々のイメージ・リレー18
〜22は、前側結像点から後側結像点に、ビームの平行
度を維持して光強度分布を相似的に転送することができ
る。従って、レーザ光1i10と第2非線形光学結晶1
2との間に、イメージ・リレー18〜22を直列に配置
するとき、以下のイメージ・リレー群を構成することに
より、レーザ光源10の7パーチユア17の入射面17
bで形成された光強度分布を第1非線形光学結晶11に
おける光軸中点G及び第2非線形光学結晶12における
光軸中点Hに相似的に転送することができる。即ち、前
記イメージ・リレー群とは、前側結像点A18をアパー
チュア11の入射面17bに一致させたイメージ・リレ
−18と、後側結像点B22を第2非線形光学結晶22
の光軸中点口に一致させたイメージ・リレー22とによ
り、イメージ・リレー19〜21を挟むと共に、隣接す
るイメージ・リレー同士は、互いの前側及び後側結像点
を一致させた構成を有する。このため、隣接したイメー
ジ・リレーは相互に共結像点を共有することになる。つ
まり、イメージ・リレー19は、その前側結像点A19
とイメージ・リレー18の後側結像点818とを一致さ
せた共結像点りをイメージ・リレー18と共有すると共
に、その後側結像点B19とイメージ・リレー20の前
側結像点A20とを一致させた共結像点Eをイメージ・
リレー20と共有している。
〜22は、前側結像点から後側結像点に、ビームの平行
度を維持して光強度分布を相似的に転送することができ
る。従って、レーザ光1i10と第2非線形光学結晶1
2との間に、イメージ・リレー18〜22を直列に配置
するとき、以下のイメージ・リレー群を構成することに
より、レーザ光源10の7パーチユア17の入射面17
bで形成された光強度分布を第1非線形光学結晶11に
おける光軸中点G及び第2非線形光学結晶12における
光軸中点Hに相似的に転送することができる。即ち、前
記イメージ・リレー群とは、前側結像点A18をアパー
チュア11の入射面17bに一致させたイメージ・リレ
−18と、後側結像点B22を第2非線形光学結晶22
の光軸中点口に一致させたイメージ・リレー22とによ
り、イメージ・リレー19〜21を挟むと共に、隣接す
るイメージ・リレー同士は、互いの前側及び後側結像点
を一致させた構成を有する。このため、隣接したイメー
ジ・リレーは相互に共結像点を共有することになる。つ
まり、イメージ・リレー19は、その前側結像点A19
とイメージ・リレー18の後側結像点818とを一致さ
せた共結像点りをイメージ・リレー18と共有すると共
に、その後側結像点B19とイメージ・リレー20の前
側結像点A20とを一致させた共結像点Eをイメージ・
リレー20と共有している。
更に、イメージ・リレー21は、その前側結像点A21
をイメージ・リレー20の後側結像点82Gと一致させ
た共結像点Fをイメージ・リレー20と共有すると共に
、その後側結像点821をイメージ・・リレー22の前
側結像点A22に一致させた共結像点Gをイメージ・リ
レー22と共有している。
をイメージ・リレー20の後側結像点82Gと一致させ
た共結像点Fをイメージ・リレー20と共有すると共に
、その後側結像点821をイメージ・・リレー22の前
側結像点A22に一致させた共結像点Gをイメージ・リ
レー22と共有している。
次に、前述したイメージ・リレー群の共結像点り、E及
びF上に配置されると共に、増幅手段14を構成する増
幅@ 25,26及び21について説明する。
びF上に配置されると共に、増幅手段14を構成する増
幅@ 25,26及び21について説明する。
増幅器25.26及び21は、その光軸中点を各々前記
共結像点り、E及び「に一致させて光軸上に配置されて
いる。又前記各々の増幅器25,26.及び27は、共
にNd : YAGを素材とし、その形状を、光軸に対
して傾斜すると共に、互いに平行かつ対向した入射面及
び出射面と、前記入射面から入射した基本波レーザ光を
交互に反射させることにより、前記出射面に至るまで進
行させる対向反射、面とを備えた、所謂、スラブ形状と
している。そして、前記各々の増幅器25.26及び2
7は、前記入射面を、共に高さ20履x幅10am+の
矩形状にすると共に、反射面の長さを120mm+とじ
た外形を有していることから、基本波レーザ光は各増幅
器を通過する毎に光強度を約10倍増幅されることにな
る。
共結像点り、E及び「に一致させて光軸上に配置されて
いる。又前記各々の増幅器25,26.及び27は、共
にNd : YAGを素材とし、その形状を、光軸に対
して傾斜すると共に、互いに平行かつ対向した入射面及
び出射面と、前記入射面から入射した基本波レーザ光を
交互に反射させることにより、前記出射面に至るまで進
行させる対向反射、面とを備えた、所謂、スラブ形状と
している。そして、前記各々の増幅器25.26及び2
7は、前記入射面を、共に高さ20履x幅10am+の
矩形状にすると共に、反射面の長さを120mm+とじ
た外形を有していることから、基本波レーザ光は各増幅
器を通過する毎に光強度を約10倍増幅されることにな
る。
次に、前記イメージ・リレー群の共結像点Gと、イメー
ジ・リレー22の後側結像点822とに、各々その光軸
中点を一致させて光軸上に配置された第1非線形光学結
晶11及び第2非線形光学結晶12について説明する。
ジ・リレー22の後側結像点822とに、各々その光軸
中点を一致させて光軸上に配置された第1非線形光学結
晶11及び第2非線形光学結晶12について説明する。
第1非線形光学結晶11はKTP (KT i 0PO
a )からなり、入射面から入射した基本波レーザ光(
波長: 1.064m)を光軸に沿って、この結晶内部
を進行させた後、出射面から出射させることにより、結
晶内部において基本波レーザ光から波長変換された第2
高調波レーザ光(波長=0.532m)を前記基本波レ
ーザ光と共に出射面から出射させることができる。又、
この第1非線形光学結晶11は、入射面及び出射面を共
に高さ10awX幅10j*の正方形とし、光軸方向の
長さも10awIとした立方体から成り、その破壊閾値
は400Mw/aIである。
a )からなり、入射面から入射した基本波レーザ光(
波長: 1.064m)を光軸に沿って、この結晶内部
を進行させた後、出射面から出射させることにより、結
晶内部において基本波レーザ光から波長変換された第2
高調波レーザ光(波長=0.532m)を前記基本波レ
ーザ光と共に出射面から出射させることができる。又、
この第1非線形光学結晶11は、入射面及び出射面を共
に高さ10awX幅10j*の正方形とし、光軸方向の
長さも10awIとした立方体から成り、その破壊閾値
は400Mw/aIである。
第2非線形光学結晶12は、(β−BaB204〉から
なり、前記第1非線形光学結晶11において得られた第
2高調波レーザ光(波長=0.532−)を入射面から
入射して、光軸に沿って結晶内部を進行させた後、出射
面から出射させることとにより、結晶内部において第2
高調波レーザ光から波長変換された第4高調波レーザ光
(波長=0.266廟)を前記第2高調波レーザ光と共
に出射面から出射させることができる。又、この第2非
線形光学結晶12は、入射面及び出射面を共に高さ10
a+X幅10amの正方形とし光軸方向の良さも10a
wとした立方体からなり、その破壊閾値は13.5Gw
/dである。
なり、前記第1非線形光学結晶11において得られた第
2高調波レーザ光(波長=0.532−)を入射面から
入射して、光軸に沿って結晶内部を進行させた後、出射
面から出射させることとにより、結晶内部において第2
高調波レーザ光から波長変換された第4高調波レーザ光
(波長=0.266廟)を前記第2高調波レーザ光と共
に出射面から出射させることができる。又、この第2非
線形光学結晶12は、入射面及び出射面を共に高さ10
a+X幅10amの正方形とし光軸方向の良さも10a
wとした立方体からなり、その破壊閾値は13.5Gw
/dである。
以下、レーザ光源10から出射した基本波レーザ光L3
が上述した構成からなる増幅手段14及び転送手段13
によって、第1非線形光学結晶11に導光されて第2高
調波レーザ光を得る過程、並びに第1非線形光学結晶1
1において得られた第2高調波レーザ光が第2非線形光
学結晶12に導光されて第4高調波レーザ光を得る過程
につい説明する。
が上述した構成からなる増幅手段14及び転送手段13
によって、第1非線形光学結晶11に導光されて第2高
調波レーザ光を得る過程、並びに第1非線形光学結晶1
1において得られた第2高調波レーザ光が第2非線形光
学結晶12に導光されて第4高調波レーザ光を得る過程
につい説明する。
レーザ光源10から出射した基本波レーザ光L3(ビー
ム断面:高ざ19M×幅8履の矩形状〉は第3図(C)
に示すピーク強度100KW/cdの光強度分布(I)
を、アパーチュア17の入射面17bにおいて有してい
る。このレーザ光am10から出射した基本波レーザ光
L3は、イメージ・リレー18によって導光されて増幅
器25の入射面(高さ20履X幅10層の矩形状)に入
射する。
ム断面:高ざ19M×幅8履の矩形状〉は第3図(C)
に示すピーク強度100KW/cdの光強度分布(I)
を、アパーチュア17の入射面17bにおいて有してい
る。このレーザ光am10から出射した基本波レーザ光
L3は、イメージ・リレー18によって導光されて増幅
器25の入射面(高さ20履X幅10層の矩形状)に入
射する。
この入射した基本波レーザL3は、増幅器の対向反射面
を交互に反射して進行し、これにより、ピーク強度がI
Mw/aJに増幅され、かつ、光軸中点りにおいて第3
図(C)に示す光強度分布(If)を有する基本波レー
ザL4となって出射面から出射する。この増幅!I25
から出射した基本波レーザ光L4は、イメージ・リレー
19により増幅器26に導光され、この増幅器26にお
いて、ピーク強度が10Mw/ajに増幅され、かつ、
光軸中点において第3WJ(C)に示す光強度分布(I
II)を有する基本波レーザ光L5となって増幅器26
から出射する。更に、この基本波レーザ光L5はイメー
ジ・リレー20によって増幅器27に導光され、この増
幅器27において、ピーク強度が100Mw/cIjに
増幅され、かつ、光軸中点Fにおいて第3図(C)に示
す光強度分布(■)を有する基本波レーザ光L6となっ
て増幅器27から出射する。
を交互に反射して進行し、これにより、ピーク強度がI
Mw/aJに増幅され、かつ、光軸中点りにおいて第3
図(C)に示す光強度分布(If)を有する基本波レー
ザL4となって出射面から出射する。この増幅!I25
から出射した基本波レーザ光L4は、イメージ・リレー
19により増幅器26に導光され、この増幅器26にお
いて、ピーク強度が10Mw/ajに増幅され、かつ、
光軸中点において第3WJ(C)に示す光強度分布(I
II)を有する基本波レーザ光L5となって増幅器26
から出射する。更に、この基本波レーザ光L5はイメー
ジ・リレー20によって増幅器27に導光され、この増
幅器27において、ピーク強度が100Mw/cIjに
増幅され、かつ、光軸中点Fにおいて第3図(C)に示
す光強度分布(■)を有する基本波レーザ光L6となっ
て増幅器27から出射する。
このように、増幅器25.26.及び27で順次増幅さ
れた基本波レーザ光L6は、イメージ・リレー21に入
射する。基本波レーザ光L6は、イメージ・リレー21
において、そのビーム断面が第1非線形光学結晶11の
入射面に収まるように高さ8jw×幅4aw+の矩形状
に縮小され、かつ、ピーク強度400Mw/1:llに
増幅された基本波レーザ光L7となって、イメージ・リ
レー21から出射する。このイメージ・リレー21から
出射した基本波レーザ光L7は第1非線形光学結晶11
の入射面に入射し、結晶内部を進行する。この進行の際
、基本波レーザ光L7の一部が第2高調波レーザ光(波
長: 0.532a)Laに波長変換されることから、
出射面からは第2高調波レーザ光L8と残余の基本波レ
ーザ光L9が出射される。
れた基本波レーザ光L6は、イメージ・リレー21に入
射する。基本波レーザ光L6は、イメージ・リレー21
において、そのビーム断面が第1非線形光学結晶11の
入射面に収まるように高さ8jw×幅4aw+の矩形状
に縮小され、かつ、ピーク強度400Mw/1:llに
増幅された基本波レーザ光L7となって、イメージ・リ
レー21から出射する。このイメージ・リレー21から
出射した基本波レーザ光L7は第1非線形光学結晶11
の入射面に入射し、結晶内部を進行する。この進行の際
、基本波レーザ光L7の一部が第2高調波レーザ光(波
長: 0.532a)Laに波長変換されることから、
出射面からは第2高調波レーザ光L8と残余の基本波レ
ーザ光L9が出射される。
この第1非線形光学結晶11から出射した12高調波レ
ーザ光L8と基本波レーザ光L9とは、イメージ・リレ
ー22に入射し、このイメージ・リレー22において、
共に、ビーム断面形状が高さ2.67履×幅1.33a
mの矩形状に縮小され、かつ、ピーク強度が1.35G
w/dに増幅された第2高調波レーザ光L10と基本波
レーザ光L nとなって、イメージ◆リレー22から出
射する。
ーザ光L8と基本波レーザ光L9とは、イメージ・リレ
ー22に入射し、このイメージ・リレー22において、
共に、ビーム断面形状が高さ2.67履×幅1.33a
mの矩形状に縮小され、かつ、ピーク強度が1.35G
w/dに増幅された第2高調波レーザ光L10と基本波
レーザ光L nとなって、イメージ◆リレー22から出
射する。
このイメージ・リレー22から出射した第2高調波レー
ザ光L1o及び基本波レーザ光L nは第2非線形光学
結晶の入射面に入射し、結晶内部を進行する。この進行
の際、第2高調波レーザ光L1゜の一部(このレーザ光
が第4高調波レーザ光しeに対する基本波レーザ光とな
る)が第4高調波レーザ光L12(波長:0.266m
)に波長変換されることから、出射面から第4高調波レ
ーザ光Lt1残余の第2高調波レーザ光Ln、及び基本
波2レーザ光L nが出射する。このようにして第1非
線形光学結晶11及び第2非線形光学結晶12の各々で
第2高調波レーザ光L8及び第4114波レーザ光L1
2を得ることができる。第1非線形光学結晶11の内部
を進行する基本波レーザ光L7は、この結晶の光軸中点
Gにおいて第3図(C)に示す光強度分布(V)を有し
て−おり、又、第2非線形光学結晶12の内部を進行す
る第2高調波レーザ光L1oは、この結晶の光軸中点H
において第3図(C)に示す光強度分布(Vl)を有し
ている。
ザ光L1o及び基本波レーザ光L nは第2非線形光学
結晶の入射面に入射し、結晶内部を進行する。この進行
の際、第2高調波レーザ光L1゜の一部(このレーザ光
が第4高調波レーザ光しeに対する基本波レーザ光とな
る)が第4高調波レーザ光L12(波長:0.266m
)に波長変換されることから、出射面から第4高調波レ
ーザ光Lt1残余の第2高調波レーザ光Ln、及び基本
波2レーザ光L nが出射する。このようにして第1非
線形光学結晶11及び第2非線形光学結晶12の各々で
第2高調波レーザ光L8及び第4114波レーザ光L1
2を得ることができる。第1非線形光学結晶11の内部
を進行する基本波レーザ光L7は、この結晶の光軸中点
Gにおいて第3図(C)に示す光強度分布(V)を有し
て−おり、又、第2非線形光学結晶12の内部を進行す
る第2高調波レーザ光L1oは、この結晶の光軸中点H
において第3図(C)に示す光強度分布(Vl)を有し
ている。
このように、第3図(C)から明らかな通り、アパーグ
・ニア17で形成された光強度分布(I)は、転送手段
13によって、増幅器25の光軸中点D(光強度分布(
I))、増幅器26の光軸中点E(光強度分布(III
))、増幅−1127の光軸中点F(光強度分布(IV
))、第1非線形光学結晶11の光軸中点G(光強度分
布(V)) 、及び第2非線形光学結晶12の光軸中点
H(光強度分布(Vl))に、順次、相似的に転送され
ている。従って、第1非線形光学結晶11に入射する基
本波レーザ光L7及び第2非線形光学結晶12に入射す
る第2高調波レーザ光Lmは、ビーム断面方向の光強も 効率が得られる。しか守、その規illされた光強度分
布は増幅手段によって光強度が増幅、されていることか
ら、極めて高い波長変換効率が得られる。
・ニア17で形成された光強度分布(I)は、転送手段
13によって、増幅器25の光軸中点D(光強度分布(
I))、増幅器26の光軸中点E(光強度分布(III
))、増幅−1127の光軸中点F(光強度分布(IV
))、第1非線形光学結晶11の光軸中点G(光強度分
布(V)) 、及び第2非線形光学結晶12の光軸中点
H(光強度分布(Vl))に、順次、相似的に転送され
ている。従って、第1非線形光学結晶11に入射する基
本波レーザ光L7及び第2非線形光学結晶12に入射す
る第2高調波レーザ光Lmは、ビーム断面方向の光強も 効率が得られる。しか守、その規illされた光強度分
布は増幅手段によって光強度が増幅、されていることか
ら、極めて高い波長変換効率が得られる。
更に、本実施例の転送手段13を構成するイメージ・リ
レー18〜22は、全て、第1凸レンズと第2凸レンズ
を共焦点に構成していることから、第1非線形光学結晶
11を通過する基本波レーザ光L7と第2非線形光学結
晶12を通過する第2高調波レーザ光L10とは、共に
ビームの平行度を維持したまま通過するので、前記各々
の結晶11゜12の各々の入射面から出射面に至る間、
安定して波長変換を行なうことができる。
レー18〜22は、全て、第1凸レンズと第2凸レンズ
を共焦点に構成していることから、第1非線形光学結晶
11を通過する基本波レーザ光L7と第2非線形光学結
晶12を通過する第2高調波レーザ光L10とは、共に
ビームの平行度を維持したまま通過するので、前記各々
の結晶11゜12の各々の入射面から出射面に至る間、
安定して波長変換を行なうことができる。
本実施例において、第1非綿形光学結晶11から得られ
た第2高調波レーザ光L8及び第2非線形光学結晶12
から得られた第4高調波レーザ光Lt2の各々をパワー
・メータで測定したところ、第1非線形光学結晶12に
おける波長変換効率は、約40%、第2非線形光学結晶
12における波長変換効率は、約20%であることが確
認できた。
た第2高調波レーザ光L8及び第2非線形光学結晶12
から得られた第4高調波レーザ光Lt2の各々をパワー
・メータで測定したところ、第1非線形光学結晶12に
おける波長変換効率は、約40%、第2非線形光学結晶
12における波長変換効率は、約20%であることが確
認できた。
これらの波長変換効率は、共に従来例のレーザ装置に比
較して、約30%向上したことになる。
較して、約30%向上したことになる。
尚、本実施例においては、転送手段を構成するイメージ
・リレーをとして一対の凸レンズから成るケプラー・タ
イプを採用したが、凸レンズ及び凹レンズから成るガリ
レオ・タイプのイメージ・リレーを使用してもよい。
・リレーをとして一対の凸レンズから成るケプラー・タ
イプを採用したが、凸レンズ及び凹レンズから成るガリ
レオ・タイプのイメージ・リレーを使用してもよい。
又、隣接する相互のイメージ・リレーは必ずしも共結像
点を共有させる必要はなく、イメージ・リレー圏の前側
及び後側結像点が互いに近傍に配置されていれば、実用
上支障はない。同様にイメージ・リレー18の前側結像
点A18とアパーチュア17の入射面11b、イメージ
・リレー21の後側結像点B21と第1非線形光学結晶
11の光軸結晶12の光軸中点G1並びにイメージ・リ
レー22の後側結像点822と第2非線形光学結晶12
の光軸中点Hとは、各々、一致させずとも近傍に配置し
ていれば、実用上支障はない。
点を共有させる必要はなく、イメージ・リレー圏の前側
及び後側結像点が互いに近傍に配置されていれば、実用
上支障はない。同様にイメージ・リレー18の前側結像
点A18とアパーチュア17の入射面11b、イメージ
・リレー21の後側結像点B21と第1非線形光学結晶
11の光軸結晶12の光軸中点G1並びにイメージ・リ
レー22の後側結像点822と第2非線形光学結晶12
の光軸中点Hとは、各々、一致させずとも近傍に配置し
ていれば、実用上支障はない。
更に、増幅器25,26.及び27を共結像点り、E及
びF上に各々配置したが、増幅器は、非線形光学結晶の
破壊lI罐を考慮して適宜、配置すればよく、例えば、
増幅器を25及び26のみとしt共結惺点F上には他の
光学素子を配置してもよい。
びF上に各々配置したが、増幅器は、非線形光学結晶の
破壊lI罐を考慮して適宜、配置すればよく、例えば、
増幅器を25及び26のみとしt共結惺点F上には他の
光学素子を配置してもよい。
[発明の効果]
本発明のレーザ装置は1Rii11手段によってビーム
断面の光強度が規制された光強度分布を有する基本波レ
ーザ光を出射するレーザ光源と、前記規制手段によって
得られた光強度分布を非線形光学結晶に相似的に転送す
る転送手段とを備えている。
断面の光強度が規制された光強度分布を有する基本波レ
ーザ光を出射するレーザ光源と、前記規制手段によって
得られた光強度分布を非線形光学結晶に相似的に転送す
る転送手段とを備えている。
これにより、先ず、規制手段においてビーム断面の光強
度差が抑IIJされた光強度分布を形成することができ
る。そして、この#1制手段により形成された光強度分
布は、前記#ll11手段から出射した後、基本波レー
ザ光の進行に伴なって変化するものの、少なくとも非線
形光学結晶においては前記光強度分布と相似性を有する
光強度分布を形成することができる。従って、非線形光
学結晶に入射した基本波レーザ光の、ビーム断面におけ
る波長変換効率差を抑制することができる。
度差が抑IIJされた光強度分布を形成することができ
る。そして、この#1制手段により形成された光強度分
布は、前記#ll11手段から出射した後、基本波レー
ザ光の進行に伴なって変化するものの、少なくとも非線
形光学結晶においては前記光強度分布と相似性を有する
光強度分布を形成することができる。従って、非線形光
学結晶に入射した基本波レーザ光の、ビーム断面におけ
る波長変換効率差を抑制することができる。
更に、本発明のレーザ装置は非線形光学結晶に入射する
基本波レーザ光の光強度を増幅する増幅手段を備えてい
ることから、前述したビーム断面における光強度差の抑
制に加えて非線形光学結晶に入射する光強度分布のピー
ク強度を向上させることができる。従うて、本発明のレ
ーザl1lFによれば、非線形光学結晶から、極めて高
い波長変換効率で基本波レーザ光から波長変換された高
調波レーザ光を得ることができる。
基本波レーザ光の光強度を増幅する増幅手段を備えてい
ることから、前述したビーム断面における光強度差の抑
制に加えて非線形光学結晶に入射する光強度分布のピー
ク強度を向上させることができる。従うて、本発明のレ
ーザl1lFによれば、非線形光学結晶から、極めて高
い波長変換効率で基本波レーザ光から波長変換された高
調波レーザ光を得ることができる。
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は、イ
メージ・リレーの構成図、第3図(a)〜(C)は基本
波レーザ光が進行する際の、光強度分布の変化を示す図
、第4図は従来のレーザ装置の構成図である。 10・・・レーザ光源、11・・・第1非線形光学結晶
、12・・・第2非線形光学結晶、13−・・転送手段
、14・・・増幅手段、17・・・規制手段たるアパー
チュア18〜22−・・イメージ・リレー、25〜27
・・・増幅器。
メージ・リレーの構成図、第3図(a)〜(C)は基本
波レーザ光が進行する際の、光強度分布の変化を示す図
、第4図は従来のレーザ装置の構成図である。 10・・・レーザ光源、11・・・第1非線形光学結晶
、12・・・第2非線形光学結晶、13−・・転送手段
、14・・・増幅手段、17・・・規制手段たるアパー
チュア18〜22−・・イメージ・リレー、25〜27
・・・増幅器。
Claims (2)
- (1)規制手段によってビーム断面の光強度が規制され
た光強度分布を有する基本波レーザ光を出射するレーザ
光源と、 前記レーザ光源から出射した基本波レーザ光の光強度を
増幅する増幅手段と、 前記増幅手段から送出される基本波レーザ光を入射して
、高調波レーザ光に波長変換して出射する非線形光学結
晶と、 前記レーザ光源から出射する基本波レーザ光の、前記規
制手段によって光強度が規制された光強度分布を、前記
非線形光学結晶内を進行する基本波レーザ光の光強度分
布に相似的に転送させる転送手段とを備えたことを特徴
とするレーザ装置。 - (2)規制手段によつてビーム断面の光強度が規制され
た光強度分布を有する基本波レーザ光を出射するレーザ
光源と、 基本波レーザ光を入射して、高調波レーザ光に波長変換
して出射する非線形光学結晶とを備え、前側及び後側の
一対の結像点を有し、前側結像点の基本波レーザ光のビ
ーム断面における光強度分布を後側結像点に転送するイ
メージ・リレーを前記レーザ光源の前記規制手段と前記
非線形光学結晶との間に複数個直列に介設し、前記複数
個のイメージ・リレーは、前記規制手段に含まれる前側
結像点を有するイメージ・リレーと前記非線形光学結晶
に含まれる後側結像点を有するイメージ・リレーとを少
なくとも含み、かつ、隣接するイメージ・リレー同士は
、互いの前側及び後側結像点を近傍に配置して成り、 前記隣接するイメージ・リレー間の少なくとも一つに、
各々近傍に配置された前側及び後側結像点を含む増幅器
を配置したことを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1225212A JPH0388379A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1225212A JPH0388379A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | レーザ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0388379A true JPH0388379A (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=16825745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1225212A Pending JPH0388379A (ja) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0388379A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001020397A1 (fr) * | 1999-09-10 | 2001-03-22 | Nikon Corporation | Dispositif laser et procede d'exposition |
JP2006179932A (ja) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Trumpf Laser Gmbh & Co Kg | 複数のレーザ活性媒質を有するレーザ増幅器およびレーザ共振器 |
JP2007214293A (ja) * | 2006-02-08 | 2007-08-23 | Hamamatsu Photonics Kk | レーザ増幅媒体、レーザ増幅器、およびレーザ装置 |
JP2008028316A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Ihi Corp | 伝送光学系 |
JP2009212403A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Ihi Corp | レーザ共振器 |
JP4517271B2 (ja) * | 1999-09-10 | 2010-08-04 | 株式会社ニコン | レーザ装置を備えた露光装置 |
WO2016151827A1 (ja) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
-
1989
- 1989-08-31 JP JP1225212A patent/JPH0388379A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001020397A1 (fr) * | 1999-09-10 | 2001-03-22 | Nikon Corporation | Dispositif laser et procede d'exposition |
US7136402B1 (en) | 1999-09-10 | 2006-11-14 | Nikon Corporation | Laser device and exposure method |
JP4517271B2 (ja) * | 1999-09-10 | 2010-08-04 | 株式会社ニコン | レーザ装置を備えた露光装置 |
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WO2016151827A1 (ja) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | ギガフォトン株式会社 | レーザ装置 |
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