JPH0688979A - Ｑスイッチ・第２高調波発生複合素子 - Google Patents
Ｑスイッチ・第２高調波発生複合素子Info
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- JPH0688979A JPH0688979A JP23913692A JP23913692A JPH0688979A JP H0688979 A JPH0688979 A JP H0688979A JP 23913692 A JP23913692 A JP 23913692A JP 23913692 A JP23913692 A JP 23913692A JP H0688979 A JPH0688979 A JP H0688979A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で、コストが安価で、安定して、
共振器の損失の低く、レーザの発振特性の低下のないＱ
スイッチ・第２高調波発生複合素子を提供することを目
的とする。 【構成】励起用レーザダイオード光源；レーザダイオー
ド光源からの光線を集束するレンズ；その集束された光
線を照射され、励起されるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶；Ｎｄ：
ＹＶＯ4 結晶を通過した光線を通過往復処理する電気光
学効果を有する光学結晶；及びそのための出力鏡を備
え、光学結晶の電気光学効果を利用して、タイプII位相
整合を保持したままで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の基本波の
偏光を制御し、直交した電界成分を用いて高次高調波を
発生する非線形光学結晶を用いて、その光学結晶の電気
光学効果を利用して基本波の偏光特性を変化させること
を特徴とするＱスイッチ・第２高調波発生複合素子であ
る。
共振器の損失の低く、レーザの発振特性の低下のないＱ
スイッチ・第２高調波発生複合素子を提供することを目
的とする。 【構成】励起用レーザダイオード光源；レーザダイオー
ド光源からの光線を集束するレンズ；その集束された光
線を照射され、励起されるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶；Ｎｄ：
ＹＶＯ4 結晶を通過した光線を通過往復処理する電気光
学効果を有する光学結晶；及びそのための出力鏡を備
え、光学結晶の電気光学効果を利用して、タイプII位相
整合を保持したままで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の基本波の
偏光を制御し、直交した電界成分を用いて高次高調波を
発生する非線形光学結晶を用いて、その光学結晶の電気
光学効果を利用して基本波の偏光特性を変化させること
を特徴とするＱスイッチ・第２高調波発生複合素子であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の位相変調素
子及び高次高調波発生素子を用いるＱスイッチ・第２高
調波発生複合素子に関する。特に、共振器の内部で、第
２高調波を発生する型（以後、共振器内部第２高調波発
生型）のＱスイッチレーザに用いるＱスイッチ・第２高
調波発生複合素子に関する。
子及び高次高調波発生素子を用いるＱスイッチ・第２高
調波発生複合素子に関する。特に、共振器の内部で、第
２高調波を発生する型（以後、共振器内部第２高調波発
生型）のＱスイッチレーザに用いるＱスイッチ・第２高
調波発生複合素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ（ＬＤ）励起の固体レーザ
は、高出力の連続波発振が可能であり、小型、高効率、
長寿命の特性を有し、更に、エネルギーの蓄積性、周波
数の安定性に優れており、単一縦及び横モード発振が容
易である。また、放電管励起型と比較すると、共鳴励起
のため励起効率が高く、励起に付随した発熱も少ないた
め、発振モードの高安定化が可能であるなどの優れた特
長を有している。
は、高出力の連続波発振が可能であり、小型、高効率、
長寿命の特性を有し、更に、エネルギーの蓄積性、周波
数の安定性に優れており、単一縦及び横モード発振が容
易である。また、放電管励起型と比較すると、共鳴励起
のため励起効率が高く、励起に付随した発熱も少ないた
め、発振モードの高安定化が可能であるなどの優れた特
長を有している。
【０００３】このようなＬＤ励起固体レーザの構造とし
て、図２に示すものを通常用いていた。即ち、励起用半
導体レーザ１、集光レンズ２、レーザ媒質４、後部鏡
３、出力鏡８以外に第２高調波発生用の非線形光学結晶
７とＱスイッチ用電気光学結晶６及び偏光板５より構成
されている。電気光学結晶６は、共振器内の基本波の位
相を変化させるため、図２に示すように、結晶の進相軸
２１と遅相軸２０に対して偏光板５の偏光方向を４５°
傾けて配置する。電気光学結晶６の上下面には、高電圧
印加用電極９を付ける電気光学結晶６に高電圧パルスが
印加されていないとき、励起光１０は、レーザ媒質４を
励起するため、基本波１１、１２が生成される。電気光
学結晶６の遅相軸２０及び進相軸２１は、図示のよう
に、４５°の角度で配置されている。偏光板５の偏光軸
１９は縦方向にある。基本波１２は非線形光学結晶７に
より第２高調波１７に変換され、出力鏡８より、出射光
１８とし取り出される。また、第２高調波と変換されな
かった残りの基本波１３は、出力鏡８により反射され、
反射基本波１４として戻される。この構成では、電気光
学結晶６は、電極９により高電圧パルスが印加されない
ときには、１／４波長板（以下、λ／４板と称する）と
して、また、高電圧パルスが印加されるときは、０波長
板として働く。
て、図２に示すものを通常用いていた。即ち、励起用半
導体レーザ１、集光レンズ２、レーザ媒質４、後部鏡
３、出力鏡８以外に第２高調波発生用の非線形光学結晶
７とＱスイッチ用電気光学結晶６及び偏光板５より構成
されている。電気光学結晶６は、共振器内の基本波の位
相を変化させるため、図２に示すように、結晶の進相軸
２１と遅相軸２０に対して偏光板５の偏光方向を４５°
傾けて配置する。電気光学結晶６の上下面には、高電圧
印加用電極９を付ける電気光学結晶６に高電圧パルスが
印加されていないとき、励起光１０は、レーザ媒質４を
励起するため、基本波１１、１２が生成される。電気光
学結晶６の遅相軸２０及び進相軸２１は、図示のよう
に、４５°の角度で配置されている。偏光板５の偏光軸
１９は縦方向にある。基本波１２は非線形光学結晶７に
より第２高調波１７に変換され、出力鏡８より、出射光
１８とし取り出される。また、第２高調波と変換されな
かった残りの基本波１３は、出力鏡８により反射され、
反射基本波１４として戻される。この構成では、電気光
学結晶６は、電極９により高電圧パルスが印加されない
ときには、１／４波長板（以下、λ／４板と称する）と
して、また、高電圧パルスが印加されるときは、０波長
板として働く。
【０００４】このような従来のＬＤ励起固体レーザは、
内部第２高調波発振型のＱスイッチであり、その第２高
調波発生素子では、共振器内の基本波の偏光方向は、偏
光板５の向きにより定まる。即ち、偏光板５の向きに従
う成分の電界に対しては、損失は少ないが、これと直交
している成分に対しては損失が大きいため共振器内で
は、偏光板により許容された成分の電界しか許容されな
い。先ず、高電圧パルスが印加されない場合、電気光学
結晶６はλ／４板として働くため、電気光学結晶を通過
した後の基本波１２は、円偏光となり、非線形光学結晶
７を通過し出力鏡８で反射され再度非線形光学結晶７、
電気光学結晶６を通過した後には、基本波電界１６は偏
光板５の偏光方向１９に直交した直線偏光となり、高損
失の状態、即ち、Ｑ値の低い共振器となるため、レーザ
発振に至らないこととなる。次に、高電圧パルスが印加
された場合、０波長板として働くため共振器内の損失は
減少し、Ｑ値が高くなるため、基本波が増大し、レーザ
発振に至る。然し乍ら、基本波は共振器内に閉じ込めら
れ、また、共振器内に配置された非線形光学結晶により
第２高調波発振波１７が発生し、出力鏡８より外部に取
り出される。この時、共振器内の強力な基本波が使用す
るため高効率な波長変換を行なうことができる。
内部第２高調波発振型のＱスイッチであり、その第２高
調波発生素子では、共振器内の基本波の偏光方向は、偏
光板５の向きにより定まる。即ち、偏光板５の向きに従
う成分の電界に対しては、損失は少ないが、これと直交
している成分に対しては損失が大きいため共振器内で
は、偏光板により許容された成分の電界しか許容されな
い。先ず、高電圧パルスが印加されない場合、電気光学
結晶６はλ／４板として働くため、電気光学結晶を通過
した後の基本波１２は、円偏光となり、非線形光学結晶
７を通過し出力鏡８で反射され再度非線形光学結晶７、
電気光学結晶６を通過した後には、基本波電界１６は偏
光板５の偏光方向１９に直交した直線偏光となり、高損
失の状態、即ち、Ｑ値の低い共振器となるため、レーザ
発振に至らないこととなる。次に、高電圧パルスが印加
された場合、０波長板として働くため共振器内の損失は
減少し、Ｑ値が高くなるため、基本波が増大し、レーザ
発振に至る。然し乍ら、基本波は共振器内に閉じ込めら
れ、また、共振器内に配置された非線形光学結晶により
第２高調波発振波１７が発生し、出力鏡８より外部に取
り出される。この時、共振器内の強力な基本波が使用す
るため高効率な波長変換を行なうことができる。
【０００５】以上のような従来の共振器内部第２高調波
発生型Ｑスイッチレーザでは、電気光学結晶と非線形光
学結晶とが別々に構成されて用いられていたが、共振器
の構成が複雑であるため、高価になるばかりでなく、不
安定で、共振器の損失も増大し、レーザの発振特性が低
下するという問題があった。
発生型Ｑスイッチレーザでは、電気光学結晶と非線形光
学結晶とが別々に構成されて用いられていたが、共振器
の構成が複雑であるため、高価になるばかりでなく、不
安定で、共振器の損失も増大し、レーザの発振特性が低
下するという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、前
記のような問題を解決し、簡単な構成で、コストが安価
で、安定して、共振器の損失の低く、レーザの発振特性
の低下のないＱスイッチ・第２高調波発生複合素子を提
供することを目的とする。そして、本発明は、位相変調
素子と第２高調波発生素子とを１つのＫＴＰ素子で兼用
できる方式を採用した内部第２高調波発生のためのＱス
イッチ・第２高調波発生複合素子を提供することを目的
とする。
記のような問題を解決し、簡単な構成で、コストが安価
で、安定して、共振器の損失の低く、レーザの発振特性
の低下のないＱスイッチ・第２高調波発生複合素子を提
供することを目的とする。そして、本発明は、位相変調
素子と第２高調波発生素子とを１つのＫＴＰ素子で兼用
できる方式を採用した内部第２高調波発生のためのＱス
イッチ・第２高調波発生複合素子を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、励起用レーザダイオード光源；
レーザダイオード光源からの光線を集束するレンズ；そ
の集束された光線を照射され、励起されるＮｄ：ＹＶＯ
4 結晶；Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶を通過した光線を通過往復
処理する電気光学効果を有する光学結晶；及びそのため
の出力鏡を備え、光学結晶の電気光学効果を利用して、
タイプII位相整合を保持したままで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶の基本波の偏光を制御し、直交した電界成分を用いて
高次高調波を発生する非線形光学結晶を用いて、その光
学結晶の電気光学効果を利用して基本波の偏光特性を変
化させることを特徴とするＱスイッチ・第２高調波発生
複合素子を提供する。
な課題の解決のために、励起用レーザダイオード光源；
レーザダイオード光源からの光線を集束するレンズ；そ
の集束された光線を照射され、励起されるＮｄ：ＹＶＯ
4 結晶；Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶を通過した光線を通過往復
処理する電気光学効果を有する光学結晶；及びそのため
の出力鏡を備え、光学結晶の電気光学効果を利用して、
タイプII位相整合を保持したままで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶の基本波の偏光を制御し、直交した電界成分を用いて
高次高調波を発生する非線形光学結晶を用いて、その光
学結晶の電気光学効果を利用して基本波の偏光特性を変
化させることを特徴とするＱスイッチ・第２高調波発生
複合素子を提供する。
【０００８】即ち、直交した基本波電界成分により高次
高周波を発生する非線形光学結晶を用いて、高次高調波
発生と同時に、電気光学効果を利用して基本波の偏光特
性を変化させる原理を利用したものである。従って、本
発明の光変調・第２高調波発生素子では、電気光学効果
による位相変調と非線形光学効果による第２高調波発生
の２つの機能を同時に行なわせることができるものであ
る。そのための構成としては、図１に示すように、レー
ザ媒質２２としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を用いて、その励
起面に共振器用のミラ−コーティングを施してあるた
め、図２の後部鏡３は省略することができる。また、非
線形光学結晶２３としては、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）
をタイプII位相整合で用い、ｃ軸方向２０に高電圧印加
用の電極９を設けて、図２のＱスイッチの電気光学結晶
６を省略することができる。このとき、ＫＴＰ結晶２３
の進相軸２１と遅相軸２０に対して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶のｃ軸２４は、４５°傾けて配置し、また、高電圧が
印加されない場合は、基本波に対してλ／４板として働
くように結晶の角度を調整する。２軸性の結晶であるＫ
ＴＰ結晶は、第２高調波発生位相整合角が広いため、タ
イプIIの位相整合を保持しながら基本波の偏光特性を直
線偏光から円偏光まで自由に制御することができる。ま
た、ＫＴＰ結晶に限らず、同様な性質を持つ非線形光学
結晶を用いても同様の装置が構成することができる。
高周波を発生する非線形光学結晶を用いて、高次高調波
発生と同時に、電気光学効果を利用して基本波の偏光特
性を変化させる原理を利用したものである。従って、本
発明の光変調・第２高調波発生素子では、電気光学効果
による位相変調と非線形光学効果による第２高調波発生
の２つの機能を同時に行なわせることができるものであ
る。そのための構成としては、図１に示すように、レー
ザ媒質２２としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を用いて、その励
起面に共振器用のミラ−コーティングを施してあるた
め、図２の後部鏡３は省略することができる。また、非
線形光学結晶２３としては、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ4 ）
をタイプII位相整合で用い、ｃ軸方向２０に高電圧印加
用の電極９を設けて、図２のＱスイッチの電気光学結晶
６を省略することができる。このとき、ＫＴＰ結晶２３
の進相軸２１と遅相軸２０に対して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶のｃ軸２４は、４５°傾けて配置し、また、高電圧が
印加されない場合は、基本波に対してλ／４板として働
くように結晶の角度を調整する。２軸性の結晶であるＫ
ＴＰ結晶は、第２高調波発生位相整合角が広いため、タ
イプIIの位相整合を保持しながら基本波の偏光特性を直
線偏光から円偏光まで自由に制御することができる。ま
た、ＫＴＰ結晶に限らず、同様な性質を持つ非線形光学
結晶を用いても同様の装置が構成することができる。
【０００９】本明細書において、本発明のＱスイッチ・
第２高調波発生複合素子として、半導体レーザ励起Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 短共振器レーザにおける共振器内部第２高
調波発生型Ｑスイッチ・レーザの場合について、説明し
ているが、レーザが他の媒質であったり、励起方式が異
なる場合でも適用できる。
第２高調波発生複合素子として、半導体レーザ励起Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 短共振器レーザにおける共振器内部第２高
調波発生型Ｑスイッチ・レーザの場合について、説明し
ているが、レーザが他の媒質であったり、励起方式が異
なる場合でも適用できる。
【００１０】
【作用】図１に示される内部第２高調波発生型Ｑスイッ
チ・レーザの動作を説明することにより、本発明のＱス
イッチ・第２高調波発生複合素子の作用を説明する。即
ち、励起用レーザダイオード光源１からの光線は、レン
ズ２により集束され、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２２に入射す
る。Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶は、４５°傾けたｃ軸２４に配
置され、部分反射鏡２５を備える。従って、４５°に偏
光された基本波１１が、電極９を上下の面に有する電気
光学効果を有するＫＴＰ結晶２３に入射し、通過し、次
に、出力鏡８で反射し、基本波１４は、再びＫＴＰ結晶
２３、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２２を通過し、反射鏡２５で
反射され、再びＮｄ：ＹＶＯ4結晶２２とを通過する。
一方、ＫＴＰ結晶２３で発生した第２高調波１７は、出
力鏡８から出力光１８となって出射される。
チ・レーザの動作を説明することにより、本発明のＱス
イッチ・第２高調波発生複合素子の作用を説明する。即
ち、励起用レーザダイオード光源１からの光線は、レン
ズ２により集束され、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２２に入射す
る。Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶は、４５°傾けたｃ軸２４に配
置され、部分反射鏡２５を備える。従って、４５°に偏
光された基本波１１が、電極９を上下の面に有する電気
光学効果を有するＫＴＰ結晶２３に入射し、通過し、次
に、出力鏡８で反射し、基本波１４は、再びＫＴＰ結晶
２３、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶２２を通過し、反射鏡２５で
反射され、再びＮｄ：ＹＶＯ4結晶２２とを通過する。
一方、ＫＴＰ結晶２３で発生した第２高調波１７は、出
力鏡８から出力光１８となって出射される。
【００１１】即ち、図１は、本発明によるＱスイッチ・
第２高調波発生複合素子の構成図である。その内部第２
高調波発生型Ｑスイッチレーザの動作について説明す
る。図１のＱスイッチ・レーザは、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶
であり、これは、一軸性結晶であり、ｃ軸方向の利得が
高く、即ち、図２のレーザ媒質４と偏光板５の両方の役
目を兼ね備えていることとなる。従って、高電圧が印加
されないときには、基本波に対してλ／４板として働く
ように結晶の角度を図示のように調整する。二軸性の結
晶であるＫＴＰ結晶では、第２高調波発振位相整合角が
広いため、タイプＩＩの位相整合を保持しながら基本波
の偏光特性を直線偏光から円偏光まで自由に制御するこ
とができる。また、二軸性結晶のＫＴＰ結晶は、僅かな
角度変化しても屈折率の変化が大きいだけでなく、第２
高調波発振位相整合角も広いため、タイプＩＩの位相角
度を保持しながら、Ｎｄ：ＹＶＯ4 基本波（波長：１０
６４ｎｍ）の偏光特性を直線偏光から円偏光まで自由に
制御することができる。
第２高調波発生複合素子の構成図である。その内部第２
高調波発生型Ｑスイッチレーザの動作について説明す
る。図１のＱスイッチ・レーザは、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶
であり、これは、一軸性結晶であり、ｃ軸方向の利得が
高く、即ち、図２のレーザ媒質４と偏光板５の両方の役
目を兼ね備えていることとなる。従って、高電圧が印加
されないときには、基本波に対してλ／４板として働く
ように結晶の角度を図示のように調整する。二軸性の結
晶であるＫＴＰ結晶では、第２高調波発振位相整合角が
広いため、タイプＩＩの位相整合を保持しながら基本波
の偏光特性を直線偏光から円偏光まで自由に制御するこ
とができる。また、二軸性結晶のＫＴＰ結晶は、僅かな
角度変化しても屈折率の変化が大きいだけでなく、第２
高調波発振位相整合角も広いため、タイプＩＩの位相角
度を保持しながら、Ｎｄ：ＹＶＯ4 基本波（波長：１０
６４ｎｍ）の偏光特性を直線偏光から円偏光まで自由に
制御することができる。
【００１２】また、ｃ軸方向に電界を印加した場合の電
気光学効果は大きく、比較的低い印加電界により、０か
らλ／４まで位相変調することができる。そのため、高
電圧パルスが印加されない場合は、基本波に対して、λ
／４板として働くように結晶の角度を調整し、高電圧パ
ルスを印加することにより、第２高調波発振位相整合を
保持したまま、基本波に対して、０波長板として働かせ
ることができる。即ち、Ｑスイッチの位相変調と第２高
調波発生とを１つのＫＴＰ結晶で同時に行なわせること
ができる。
気光学効果は大きく、比較的低い印加電界により、０か
らλ／４まで位相変調することができる。そのため、高
電圧パルスが印加されない場合は、基本波に対して、λ
／４板として働くように結晶の角度を調整し、高電圧パ
ルスを印加することにより、第２高調波発振位相整合を
保持したまま、基本波に対して、０波長板として働かせ
ることができる。即ち、Ｑスイッチの位相変調と第２高
調波発生とを１つのＫＴＰ結晶で同時に行なわせること
ができる。
【００１３】即ち、実施例１においては、レーザ媒質２
２としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を用いており、その励起面
には共振器用のミラ−コーティング２５を施してある。
そして、非線形光学結晶２３としては、ＫＴＰ（ＫＴｉ
ＯＰＯ4 ）をタイプII位相整合で用い、ｃ軸方向２０
に、即ち、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の上下の面に、高電圧印
加用の電極９を設けてある。このとき、ＫＴＰ結晶２３
の進相軸２１と遅相軸２０に対して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶のｃ軸２４は、４５°傾けて配置してある。そして、
高電圧が印加されない場合は、基本波に対してλ／４板
として働くように結晶の角度を調整する。即ち、２軸性
の結晶であるＫＴＰ結晶は、第２高調波発生位相整合角
が広いため、タイプIIの位相整合を保持しながら基本波
の偏光特性を直線偏光から円偏光まで自由に制御するこ
とができる。即ち、高電圧パルスを印加することによ
り、第２高調波発振位相整合を保持したまま、基本波に
対して０波長板として働かせることができる。Ｑスイッ
チの位相変調素子と第２高調波発生素子とを１つのＫＴ
Ｐ結晶で同時に行なわせることができる。
２としてＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を用いており、その励起面
には共振器用のミラ−コーティング２５を施してある。
そして、非線形光学結晶２３としては、ＫＴＰ（ＫＴｉ
ＯＰＯ4 ）をタイプII位相整合で用い、ｃ軸方向２０
に、即ち、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の上下の面に、高電圧印
加用の電極９を設けてある。このとき、ＫＴＰ結晶２３
の進相軸２１と遅相軸２０に対して、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結
晶のｃ軸２４は、４５°傾けて配置してある。そして、
高電圧が印加されない場合は、基本波に対してλ／４板
として働くように結晶の角度を調整する。即ち、２軸性
の結晶であるＫＴＰ結晶は、第２高調波発生位相整合角
が広いため、タイプIIの位相整合を保持しながら基本波
の偏光特性を直線偏光から円偏光まで自由に制御するこ
とができる。即ち、高電圧パルスを印加することによ
り、第２高調波発振位相整合を保持したまま、基本波に
対して０波長板として働かせることができる。Ｑスイッ
チの位相変調素子と第２高調波発生素子とを１つのＫＴ
Ｐ結晶で同時に行なわせることができる。
【００１４】図１において、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の代わ
りに、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶を用いると、利得が等方性の結
晶であるために、従来のＱスイッチ・レーザと同様に共
振器内に偏光板（図２の１９）が必要であるが、このこ
とにより、等方性レーザ媒質を用いた場合にも、Ｑスイ
ッチ・第２高調波発生動作は可能となる。また、図１に
おいて、ＫＴＰ結晶の角度を第２高調波発生位相整合が
とれないように設定し、また、出力鏡８の基本波に対す
る反射率を適当に選ぶことにより、基本波に対するＱス
イッチの動作が可能となる。
りに、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶を用いると、利得が等方性の結
晶であるために、従来のＱスイッチ・レーザと同様に共
振器内に偏光板（図２の１９）が必要であるが、このこ
とにより、等方性レーザ媒質を用いた場合にも、Ｑスイ
ッチ・第２高調波発生動作は可能となる。また、図１に
おいて、ＫＴＰ結晶の角度を第２高調波発生位相整合が
とれないように設定し、また、出力鏡８の基本波に対す
る反射率を適当に選ぶことにより、基本波に対するＱス
イッチの動作が可能となる。
【００１５】次に、本発明を具体的に実施例により説明
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
【００１６】
【実施例】図３に示す装置構成のもので、ＬＤ固体レー
ザ光を、ＫＴＰ結晶の電気光学効果を利用して、タイプ
II位相整合を保持したままで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の基
本波（波長＝１．０６μｍ）の偏光を制御することがで
きることを理論的また実験的に検討した。その１つの応
用として、共振器内部に配置して１つのＫＴＰで第２高
調波発生器及びＱスイッチ素子としての動作が実現でき
ることを、次の構成の複合光学素子を作成することによ
り、確認した。即ち、図１に示すような、内部第２高調
波発生型Ｑスイッチレーザの及びＱスイッチ素子として
の動作が実現できることを確認した。
ザ光を、ＫＴＰ結晶の電気光学効果を利用して、タイプ
II位相整合を保持したままで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の基
本波（波長＝１．０６μｍ）の偏光を制御することがで
きることを理論的また実験的に検討した。その１つの応
用として、共振器内部に配置して１つのＫＴＰで第２高
調波発生器及びＱスイッチ素子としての動作が実現でき
ることを、次の構成の複合光学素子を作成することによ
り、確認した。即ち、図１に示すような、内部第２高調
波発生型Ｑスイッチレーザの及びＱスイッチ素子として
の動作が実現できることを確認した。
【００１７】図３は、励起用ＬＤレーザ源（出力は７６
０ｍＷ以下）１から発光された波長８０９ｎｍの光束
は、レンズ（焦点距離３．３ｍｍ）２により、含有Ｎｄ
が１．１原子％で、長さ５００μｍのＮｄ：ＹＶＯ4 結
晶（反射率Ｒ＞９９％、１０６４、５３２ｎｍ、透過率
Ｔ＞９５％、８０９ｎｍ）２２に収束させ、次に、電極
９、９’を有し、ｃ軸方向に電界を印加することができ
る、厚み１ｍｍで長さ５ｍｍ、幅３ｍｍのＫＴＰ結晶２
３に入射させ、基本波の偏光を制御する。そして、出力
側には、出力ミラ−（Ｒ＞９９％、１０６４ｎｍ、Ｔ＞
９５％、５３２ｎｍ）８を凹面に設けた出力凹面レンズ
から波長５３２ｎｍの出力光束を出射する。
０ｍＷ以下）１から発光された波長８０９ｎｍの光束
は、レンズ（焦点距離３．３ｍｍ）２により、含有Ｎｄ
が１．１原子％で、長さ５００μｍのＮｄ：ＹＶＯ4 結
晶（反射率Ｒ＞９９％、１０６４、５３２ｎｍ、透過率
Ｔ＞９５％、８０９ｎｍ）２２に収束させ、次に、電極
９、９’を有し、ｃ軸方向に電界を印加することができ
る、厚み１ｍｍで長さ５ｍｍ、幅３ｍｍのＫＴＰ結晶２
３に入射させ、基本波の偏光を制御する。そして、出力
側には、出力ミラ−（Ｒ＞９９％、１０６４ｎｍ、Ｔ＞
９５％、５３２ｎｍ）８を凹面に設けた出力凹面レンズ
から波長５３２ｎｍの出力光束を出射する。
【００１８】この短共振器レーザは、連続発振のときに
は、基本波で最大出力３０８ｍＷ（効率４０．５％）
で、第２高調波で６９．５ｍＷ（効率９．１％）の特性
が得られている。尚、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶は一軸性結晶
であるため、偏光素子を用いなくても、Ｑスイッチ動作
が可能である。
は、基本波で最大出力３０８ｍＷ（効率４０．５％）
で、第２高調波で６９．５ｍＷ（効率９．１％）の特性
が得られている。尚、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶は一軸性結晶
であるため、偏光素子を用いなくても、Ｑスイッチ動作
が可能である。
【００１９】図４は、図３の内部第２高調波発生型Ｑス
イッチ・レーザの第２高調波発振波尖頭出力の印加電圧
特性を示すグラフである。この解析結果では、λ／４電
圧は約７４０Ｖであり、実験でも７５０Ｖ付近で出力が
最大となっている。また、高調波出力は、連続出力に比
べ、約６００倍増大し、パルス幅は約２０ナノ秒であ
り、繰り返しは、１００Ｈｚであった。
イッチ・レーザの第２高調波発振波尖頭出力の印加電圧
特性を示すグラフである。この解析結果では、λ／４電
圧は約７４０Ｖであり、実験でも７５０Ｖ付近で出力が
最大となっている。また、高調波出力は、連続出力に比
べ、約６００倍増大し、パルス幅は約２０ナノ秒であ
り、繰り返しは、１００Ｈｚであった。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＱスイッ
チ・第２高調波発生複合素子により、次のような顕著な
技術的効果が得られた。第１に、簡単な構成で、コスト
が安価で、安定して、共振器の損失の低く、レーザの発
振特性の低下のないＱスイッチ・第２高調波発生複合素
子を提供することを目的とする。第２に、ＬＤ励起Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶レーザを高性能化させ、波長変換及び
高出力化することができた。第３に、位相変調素子と第
２高調波発生素子とを１つのＫＴＰ素子で兼用できるた
めに、本発明の方式で採用した内部第２高調波発生型Ｑ
スイッチ・レーザでは、装置が簡単になるという効果が
ある。第４に、従って、これにより、レーザ共振の安定
性が高まるばかりでなく、共振器損失も少なくなるた
め、高効率のレーザ発生が期待できる。
チ・第２高調波発生複合素子により、次のような顕著な
技術的効果が得られた。第１に、簡単な構成で、コスト
が安価で、安定して、共振器の損失の低く、レーザの発
振特性の低下のないＱスイッチ・第２高調波発生複合素
子を提供することを目的とする。第２に、ＬＤ励起Ｎ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶レーザを高性能化させ、波長変換及び
高出力化することができた。第３に、位相変調素子と第
２高調波発生素子とを１つのＫＴＰ素子で兼用できるた
めに、本発明の方式で採用した内部第２高調波発生型Ｑ
スイッチ・レーザでは、装置が簡単になるという効果が
ある。第４に、従って、これにより、レーザ共振の安定
性が高まるばかりでなく、共振器損失も少なくなるた
め、高効率のレーザ発生が期待できる。
【図１】本発明のＱスイッチ位相変調と第２高調波発生
の機能を備えた共振器内部第２高調波発生型Ｑスイッチ
・第２高調波発生複合素子の構成を示す。
の機能を備えた共振器内部第２高調波発生型Ｑスイッチ
・第２高調波発生複合素子の構成を示す。
【図２】従来の一般的な共振器内部第２高調波発生型Ｑ
スイッチ・レーザの構成を示す。
スイッチ・レーザの構成を示す。
【図３】本発明の共振器内部第２高調波発生型Ｑスイッ
チ・レーザの構成を示す。
チ・レーザの構成を示す。
【図４】本発明のＱスイッチ・第２高調波発生複合素子
の１例で測定した結果の、ＫＴＰ結晶のピーク出力（比
較単位）と印加電圧ＶKTP（Ｖ）の関係を示すグラフで
ある。
の１例で測定した結果の、ＫＴＰ結晶のピーク出力（比
較単位）と印加電圧ＶKTP（Ｖ）の関係を示すグラフで
ある。
１ 励起用半導体レーザ ２ 集光レンズ ８ 出力ミラー ９ 電極 １８ 出力光 ２０ ＫＴＰ結晶の遅相軸 ２１ ＫＴＰ結晶の進相軸 ２２ Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶 ２３ ＫＴＰ結晶 ２４ Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶のｃ軸方
向
向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591059560 小林 喬郎 福井県福井市文京５丁目13番７号 (72)発明者 平等拓範 福井県福井市御幸２丁目11番13号御幸宿舎 １−11 (72)発明者 小林喬郎 福井県福井市文京５丁目13番７号上里宿舎 ５−44
Claims (1)
- 【請求項１】励起用レーザダイオード光源；レーザダイ
オード光源からの光線を集束するレンズ；その集束され
た光線を照射され、励起されるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶；そ
して該Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶にはミラーコーティングが付
され；Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶を通過した光線を通過往復処
理する電気光学効果を有する光学結晶；及びそのための
出力鏡を備え、光学結晶の電気光学効果を利用して、タ
イプII位相整合を保持したままで、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶
の基本波の偏光を制御し、直交した電界成分を用いて高
次高調波を発生する非線形光学結晶を用いて、その光学
結晶の電気光学効果を利用して基本波の偏光特性を変化
させることを特徴とするＱスイッチ・第２高調波発生複
合素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23913692A JPH0688979A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Ｑスイッチ・第２高調波発生複合素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23913692A JPH0688979A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Ｑスイッチ・第２高調波発生複合素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688979A true JPH0688979A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17040310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23913692A Pending JPH0688979A (ja) | 1992-09-08 | 1992-09-08 | Ｑスイッチ・第２高調波発生複合素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688979A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08125286A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-05-17 | Trw Inc | 超コンパクトｑ切換マイクロレーザおよびそれに関する方法 |
| WO1997015863A1 (fr) * | 1995-10-26 | 1997-05-01 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Appareil optique |
| US5892614A (en) * | 1996-03-22 | 1999-04-06 | Nec Corporation | Optical parametric oscillator including a saturable absorber having a saturable absorption characteristic |
| US6026101A (en) * | 1996-06-09 | 2000-02-15 | Ricoh Company, Ltd. | Solid-state laser apparatus |
| JP2002367904A (ja) * | 2000-06-12 | 2002-12-20 | Seiko Epson Corp | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| CN100364186C (zh) * | 2005-01-07 | 2008-01-23 | 清华大学 | 外腔式电控激光波长编码输出方法及其双波长激光器模块 |
| JP2009290151A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Opto Design:Kk | 固体レーザー装置 |
-
1992
- 1992-09-08 JP JP23913692A patent/JPH0688979A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08125286A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-05-17 | Trw Inc | 超コンパクトｑ切換マイクロレーザおよびそれに関する方法 |
| WO1997015863A1 (fr) * | 1995-10-26 | 1997-05-01 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Appareil optique |
| US5892614A (en) * | 1996-03-22 | 1999-04-06 | Nec Corporation | Optical parametric oscillator including a saturable absorber having a saturable absorption characteristic |
| US6026101A (en) * | 1996-06-09 | 2000-02-15 | Ricoh Company, Ltd. | Solid-state laser apparatus |
| JP2002367904A (ja) * | 2000-06-12 | 2002-12-20 | Seiko Epson Corp | 薄膜半導体装置の製造方法 |
| CN100364186C (zh) * | 2005-01-07 | 2008-01-23 | 清华大学 | 外腔式电控激光波长编码输出方法及其双波长激光器模块 |
| JP2009290151A (ja) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Opto Design:Kk | 固体レーザー装置 |
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