JPH06138507A - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
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- JPH06138507A JPH06138507A JP31407092A JP31407092A JPH06138507A JP H06138507 A JPH06138507 A JP H06138507A JP 31407092 A JP31407092 A JP 31407092A JP 31407092 A JP31407092 A JP 31407092A JP H06138507 A JPH06138507 A JP H06138507A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高次横モードを抑制し、TEM00 基本モードのみ
を共振させ、高調波出力を効率よく、かつ、安定に発生
させる。 【構成】反射ミラー５、６及び非線形光学材料７で構成
されるディスクリート型共振器内に、可変式絞り又は回
転式変換絞りを有する遮光板１１を配置し、半導体レー
ザ２から出射された基本波８を上記共振器に入射させた
とき、遮光板１１で高次横モードを減衰させる。
を共振させ、高調波出力を効率よく、かつ、安定に発生
させる。 【構成】反射ミラー５、６及び非線形光学材料７で構成
されるディスクリート型共振器内に、可変式絞り又は回
転式変換絞りを有する遮光板１１を配置し、半導体レー
ザ２から出射された基本波８を上記共振器に入射させた
とき、遮光板１１で高次横モードを減衰させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光源から発せら
れる基本波を、非線形光学材料を有する共振器を用いて
高調波に変換する高調波発生装置に関する。
れる基本波を、非線形光学材料を有する共振器を用いて
高調波に変換する高調波発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザ等から出射される基
本波を非線形光学材料に通して、波長変換された第２高
調波や第３高調波を得る装置が種々提案されている。こ
れらの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に
非線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込め
て増幅させることで、高調波を効率よく発生させるよう
にしている。共振器としては、非線形光学材料の端面に
反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリシック型
共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成し、こ
の共振器内に非線形光学材料を配置したディスクリート
型共振器とが知られている。
本波を非線形光学材料に通して、波長変換された第２高
調波や第３高調波を得る装置が種々提案されている。こ
れらの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に
非線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込め
て増幅させることで、高調波を効率よく発生させるよう
にしている。共振器としては、非線形光学材料の端面に
反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリシック型
共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成し、こ
の共振器内に非線形光学材料を配置したディスクリート
型共振器とが知られている。
【０００３】図４には、従来の高調波発生装置の一例と
して、ディスクリート型共振器を用いた高調波発生装置
が示されている。
して、ディスクリート型共振器を用いた高調波発生装置
が示されている。
【０００４】この高調波発生装置１は、半導体レーザ
（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、モードマ
ッチングレンズ４、反射ミラー５、６、及びＫＮｂＯ3
結晶等からなる非線形光学材料７によって構成されてい
る。ＬＤ２は、例えば波長８６０ｎｍの基本波８を出射
する。反射ミラー５のＬＤ側端面は平面であり、この面
には基本波８に対し全透過となる反射防止膜が施されて
いる。また、反射ミラー５の非線形光学材料側の端面
は、基本波８に対して一部透過の凹面ミラーを形成して
いる。また、反射ミラー６のＬＤ側の端面は、基本波８
に対し高反射、第２高調波１０に対して高透過の凹面ミ
ラーを成しており、また、第２高調波１０の出射側は平
面であり、この面には第２高調波１０に対し全透過とな
る反射防止膜が施されている。更に、非線形光学材料７
の図中左右両端面には、基本波８、第２高調波１０共に
高透過の反射防止膜が施されている。
（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、モードマ
ッチングレンズ４、反射ミラー５、６、及びＫＮｂＯ3
結晶等からなる非線形光学材料７によって構成されてい
る。ＬＤ２は、例えば波長８６０ｎｍの基本波８を出射
する。反射ミラー５のＬＤ側端面は平面であり、この面
には基本波８に対し全透過となる反射防止膜が施されて
いる。また、反射ミラー５の非線形光学材料側の端面
は、基本波８に対して一部透過の凹面ミラーを形成して
いる。また、反射ミラー６のＬＤ側の端面は、基本波８
に対し高反射、第２高調波１０に対して高透過の凹面ミ
ラーを成しており、また、第２高調波１０の出射側は平
面であり、この面には第２高調波１０に対し全透過とな
る反射防止膜が施されている。更に、非線形光学材料７
の図中左右両端面には、基本波８、第２高調波１０共に
高透過の反射防止膜が施されている。
【０００５】上記の構成において、ＬＤ２から出射する
波長８６０ｎｍの基本波８は、コリメートレンズ３によ
り平行光にされ、モードマッチングレンズ４を通過し
て、反射ミラー５、６及び非線形光学材料７で構成され
たディスクリート型共振器に入射する。入射した基本波
８は、反射ミラー５、６間で多重反射を繰り返し、増幅
される。そして、反射ミラー５、６間に置かれた非線形
光学材料７の結晶軸ａを多重反射の方向と一致させるこ
とにより、増幅された基本波８の一部が波長４３０ｎｍ
の第２高調波１０に変換され、反射ミラー６から出射さ
れる。なお、位相整合条件に適合させて高調波への変換
効率を安定させるため、非線形光学材料７は、ペルチェ
素子９等による温度制御が行われる。このような高調波
発生装置を用いれば、基本波を効率よく高調波に変換す
ることができる。
波長８６０ｎｍの基本波８は、コリメートレンズ３によ
り平行光にされ、モードマッチングレンズ４を通過し
て、反射ミラー５、６及び非線形光学材料７で構成され
たディスクリート型共振器に入射する。入射した基本波
８は、反射ミラー５、６間で多重反射を繰り返し、増幅
される。そして、反射ミラー５、６間に置かれた非線形
光学材料７の結晶軸ａを多重反射の方向と一致させるこ
とにより、増幅された基本波８の一部が波長４３０ｎｍ
の第２高調波１０に変換され、反射ミラー６から出射さ
れる。なお、位相整合条件に適合させて高調波への変換
効率を安定させるため、非線形光学材料７は、ペルチェ
素子９等による温度制御が行われる。このような高調波
発生装置を用いれば、基本波を効率よく高調波に変換す
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高調波発生装置１では、半導体レーザのビーム形状
が楕円であることや、ディスクリート型共振器を構成す
る反射ミラー５、６及び非線形光学材料７の不完全なア
ライメントのため、第２高調波１０の横モードパターン
において、ＴＥＭ00モード以外の高次モードが発生し、
変換効率及び安定性の低下等の問題点を有していた。
来の高調波発生装置１では、半導体レーザのビーム形状
が楕円であることや、ディスクリート型共振器を構成す
る反射ミラー５、６及び非線形光学材料７の不完全なア
ライメントのため、第２高調波１０の横モードパターン
において、ＴＥＭ00モード以外の高次モードが発生し、
変換効率及び安定性の低下等の問題点を有していた。
【０００７】したがって、本発明の目的は、上記のよう
な高次横モードを抑制し、高調波出力を効率良く、か
つ、安定に発生させることができる高調波発生装置を提
供することにある。
な高次横モードを抑制し、高調波出力を効率良く、か
つ、安定に発生させることができる高調波発生装置を提
供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高調波発生装置は、基本波発生用の光源
と、結合光学系と、非線形光学材料を有するディスクリ
ート型共振器とを備えた高調波発生装置において、前記
ディスクリート型共振器内に、横モード制御機構を有す
ることを特徴とした高調波発生装置を提供するものであ
る。
め、本発明の高調波発生装置は、基本波発生用の光源
と、結合光学系と、非線形光学材料を有するディスクリ
ート型共振器とを備えた高調波発生装置において、前記
ディスクリート型共振器内に、横モード制御機構を有す
ることを特徴とした高調波発生装置を提供するものであ
る。
【０００９】本発明の好ましい態様においては、前記横
モード制御機構として、可変式絞りを有する遮光板、又
は回転式変換絞りを有する遮光板が用いられる。
モード制御機構として、可変式絞りを有する遮光板、又
は回転式変換絞りを有する遮光板が用いられる。
【００１０】
【作用】本発明では、共振器内に挿入された遮光板の絞
りを調節することにより、高次横モードを減衰させ、横
モードの一番小さいＴＥＭ00基本モードのみを共振させ
ることができる。これにより、高調波を効率よく、かつ
安定に発生させることが可能となる。
りを調節することにより、高次横モードを減衰させ、横
モードの一番小さいＴＥＭ00基本モードのみを共振させ
ることができる。これにより、高調波を効率よく、かつ
安定に発生させることが可能となる。
【００１１】特に、この遮光板をレーザ光源側の反射ミ
ラーと非線形光学材料との間に配した場合には、高調波
発生に有効でないレーザ光源からの光が非線形光学材料
に入射するのを遮光板によって防ぎ、非線形光学材料の
温度上昇を抑えることで、より安定した高調波出力を得
ることができる。
ラーと非線形光学材料との間に配した場合には、高調波
発生に有効でないレーザ光源からの光が非線形光学材料
に入射するのを遮光板によって防ぎ、非線形光学材料の
温度上昇を抑えることで、より安定した高調波出力を得
ることができる。
【００１２】
【実施例】図１には本発明を第２高調波発生装置に適用
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置等にも適用することができる。
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置等にも適用することができる。
【００１３】この第２高調波発生装置１０１は、レーザ
光源としてのＬＤ２、コリメートレンズ３、モードマッ
チングレンズ４、反射ミラー５、遮光板１１、非線形光
学材料７、反射ミラー６が順次配置されて構成されてい
る。
光源としてのＬＤ２、コリメートレンズ３、モードマッ
チングレンズ４、反射ミラー５、遮光板１１、非線形光
学材料７、反射ミラー６が順次配置されて構成されてい
る。
【００１４】この実施例におけるＬＤ２は、波長８６０
ｎｍ、単一縦、単一横モードで、非点収差の少ない基本
波８を出射するものが用いられている。なお、光源とし
ては、ＬＤ２によって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの
固体レーザ媒質からの出射光を用いることもできる。コ
リメートレンズ３は、ＬＤ２から出射される基本波８を
平行なビームにし、モードマッチングレンズ４はこのビ
ームを絞って、２つの反射ミラー５、６と非線形光学材
料７とで構成されるディスクリート型共振器の共振モー
ドと入射ビームとを整合（モードマッチング）させる役
割をなす。
ｎｍ、単一縦、単一横モードで、非点収差の少ない基本
波８を出射するものが用いられている。なお、光源とし
ては、ＬＤ２によって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの
固体レーザ媒質からの出射光を用いることもできる。コ
リメートレンズ３は、ＬＤ２から出射される基本波８を
平行なビームにし、モードマッチングレンズ４はこのビ
ームを絞って、２つの反射ミラー５、６と非線形光学材
料７とで構成されるディスクリート型共振器の共振モー
ドと入射ビームとを整合（モードマッチング）させる役
割をなす。
【００１５】非線形光学材料７には、ＫＮｂＯ3 結晶が
用いられており、結晶軸ａ方向の長さ５．０ｍｍのブロ
ック形状を成す。この非線形光学材料７の図中左右両端
面には、基本波８、第２高調波１０ともに高透過の反射
防止膜が施されている。
用いられており、結晶軸ａ方向の長さ５．０ｍｍのブロ
ック形状を成す。この非線形光学材料７の図中左右両端
面には、基本波８、第２高調波１０ともに高透過の反射
防止膜が施されている。
【００１６】反射ミラー５、６には光学用石英ガラスが
用いられている。基本波８の入射側に位置する反射ミラ
ー５において、非線形光学材料側の端面はＲ＝２５ｍｍ
の凹面状に形成されており、この面には基本波を９３％
反射する反射膜が蒸着されて、凹面ミラーとされてい
る。また、第２高調波１０の出射側に位置する反射ミラ
ー６において、非線形光学材料側の端面は反射ミラー５
と同じく、Ｒ＝２５ｍｍ凹面状に形成されており、この
面に基本波８を９９．９％反射し、第２高調波１０を９
０％透過する反射膜が蒸着されて凹面ミラーとされてい
る。
用いられている。基本波８の入射側に位置する反射ミラ
ー５において、非線形光学材料側の端面はＲ＝２５ｍｍ
の凹面状に形成されており、この面には基本波を９３％
反射する反射膜が蒸着されて、凹面ミラーとされてい
る。また、第２高調波１０の出射側に位置する反射ミラ
ー６において、非線形光学材料側の端面は反射ミラー５
と同じく、Ｒ＝２５ｍｍ凹面状に形成されており、この
面に基本波８を９９．９％反射し、第２高調波１０を９
０％透過する反射膜が蒸着されて凹面ミラーとされてい
る。
【００１７】ディスクリート型共振器内に挿入されてい
る遮光板１１は、反射ミラー５と非線形光学材料７の間
に配置される。なお、この遮光板１１は非線形光学材料
７と反射ミラー６との間に置いてもよい。
る遮光板１１は、反射ミラー５と非線形光学材料７の間
に配置される。なお、この遮光板１１は非線形光学材料
７と反射ミラー６との間に置いてもよい。
【００１８】この実施例において用いられる遮光板１１
は、図２において示されるように、可変式絞り１５によ
って任意の直径に調整できるピンホール１２を有する。
このような可変式絞りは、例えばカメラ用レンズ絞り等
に用いられており、公知のものである。
は、図２において示されるように、可変式絞り１５によ
って任意の直径に調整できるピンホール１２を有する。
このような可変式絞りは、例えばカメラ用レンズ絞り等
に用いられており、公知のものである。
【００１９】上記の構成において、ＬＤ２から出射する
波長８６０ｎｍの基本波８は、コリメートレンズ３によ
り平行光にされ、モードマッチングレンズ５を通過し
て、反射ミラー５、６及び非線形光学材料７で構成され
たディスクリート型共振器に入射する。入射した基本波
８は反射ミラー５、６間で多重反射され、増幅される。
そして、反射ミラー５、６間に置かれた非線形光学材料
７の結晶軸ａを多重反射の方向と一致させることによ
り、増幅された基本波８の一部が波長４３０ｎｍの第２
高調波１０に変換され、反射ミラー６から出射される。
波長８６０ｎｍの基本波８は、コリメートレンズ３によ
り平行光にされ、モードマッチングレンズ５を通過し
て、反射ミラー５、６及び非線形光学材料７で構成され
たディスクリート型共振器に入射する。入射した基本波
８は反射ミラー５、６間で多重反射され、増幅される。
そして、反射ミラー５、６間に置かれた非線形光学材料
７の結晶軸ａを多重反射の方向と一致させることによ
り、増幅された基本波８の一部が波長４３０ｎｍの第２
高調波１０に変換され、反射ミラー６から出射される。
【００２０】そして、反射ミラー５と非線形光学材料７
の間に配置された遮光板１１におけるピンホール１２の
直径を、横モードの最も小さいＴＥＭ00基本モードのみ
を通過させ、高次モードを遮蔽するように、可変式絞り
１３によって調節すれば、共振器内における高次モード
共振は抑制され、ＴＥＭ00基本モードのみによる共振状
態を得ることができる。これにより、効率よく、かつ安
定な高調波出力を行なわせることができる。
の間に配置された遮光板１１におけるピンホール１２の
直径を、横モードの最も小さいＴＥＭ00基本モードのみ
を通過させ、高次モードを遮蔽するように、可変式絞り
１３によって調節すれば、共振器内における高次モード
共振は抑制され、ＴＥＭ00基本モードのみによる共振状
態を得ることができる。これにより、効率よく、かつ安
定な高調波出力を行なわせることができる。
【００２１】本発明の別の実施例において、遮光板１１
は、図３に示されるように、いくつかの異なる直径のピ
ンホール１２を有し、回転させることにより絞り径を変
えられるようにした回転式変換絞りで構成されていても
よい。
は、図３に示されるように、いくつかの異なる直径のピ
ンホール１２を有し、回転させることにより絞り径を変
えられるようにした回転式変換絞りで構成されていても
よい。
【００２２】この実施例においても、横モードの最も小
さいＴＥＭ00基本モードのみを通過させ、高次横モード
を遮蔽するようなピンホール１２の直径を選択すれば、
共振器内における高次モード共振は抑制され、ＴＥＭ00
基本モードのみによる共振状態を得ることができる。こ
れにより、効率よく、かつ安定した高調波出力を行なう
ことができる。
さいＴＥＭ00基本モードのみを通過させ、高次横モード
を遮蔽するようなピンホール１２の直径を選択すれば、
共振器内における高次モード共振は抑制され、ＴＥＭ00
基本モードのみによる共振状態を得ることができる。こ
れにより、効率よく、かつ安定した高調波出力を行なう
ことができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ディスクリート型共振器内に横モード制御のための遮光
板を挿入することにより、ＴＥＭ00基本モードのみの安
定な高調波出力を得ることができる。また、高調波発生
に有効でないレーザ光源からの光が非線形光学材料に入
射するのを遮光板によって防ぎ、非線形光学材料の温度
上昇を抑えることで、より安定した高調波出力を発生さ
せることができる。
ディスクリート型共振器内に横モード制御のための遮光
板を挿入することにより、ＴＥＭ00基本モードのみの安
定な高調波出力を得ることができる。また、高調波発生
に有効でないレーザ光源からの光が非線形光学材料に入
射するのを遮光板によって防ぎ、非線形光学材料の温度
上昇を抑えることで、より安定した高調波出力を発生さ
せることができる。
【図１】本発明の高調波発生装置の１実施例を示す側面
図である。
図である。
【図２】本発明の１実施例において用いられる遮光板の
正面図である。
正面図である。
【図３】本発明の別の実施例において用いられる遮光版
の正面図である。
の正面図である。
【図４】従来の高調波発生装置の１例を示す側面図であ
る。
る。
１：高調波発生装置 ２：半導体レーザ ３：コリメートレンズ ４：モードマッチングレンズ ５：反射ミラー ６：反射ミラー ７：非線形光学材料 ８：基本波 ９：ペルチェ素子 １０：第２高調波 １１：遮光板 １２：ピンホール １３：可変式絞り １０１：高調波発生装置
Claims (3)
- 【請求項１】基本波発生用の光源と、結合光学系と、非
線形光学材料を有するディスクリート型共振器とを備え
た高調波発生装置において、前記ディスクリート型共振
器内に、横モード制御機構が設けられていることを特徴
とする高調波発生装置。 - 【請求項２】前記横モード制御機構が、可変式絞りを有
する遮光板からなる請求項１記載の高調波発生装置。 - 【請求項３】前記横モード制御機構が、回転式変換絞り
を有する遮光板からなる請求項１記載の高調波発生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31407092A JPH06138507A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31407092A JPH06138507A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06138507A true JPH06138507A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=18048869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31407092A Pending JPH06138507A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06138507A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098115A1 (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | パナソニック株式会社 | 波長変換レーザ光源及び画像表示装置 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP31407092A patent/JPH06138507A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010098115A1 (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | パナソニック株式会社 | 波長変換レーザ光源及び画像表示装置 |
| US8339697B2 (en) | 2009-02-26 | 2012-12-25 | Panasonic Corporation | Wavelength conversion laser light source and image display device |
| JP5236742B2 (ja) * | 2009-02-26 | 2013-07-17 | パナソニック株式会社 | 波長変換レーザ光源及び画像表示装置 |
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