CN1418325A - 波长变换方法、波长变换装置和激光加工机 - Google Patents

波长变换方法、波长变换装置和激光加工机 Download PDF

Info

Publication number
CN1418325A
CN1418325A CN01806644A CN01806644A CN1418325A CN 1418325 A CN1418325 A CN 1418325A CN 01806644 A CN01806644 A CN 01806644A CN 01806644 A CN01806644 A CN 01806644A CN 1418325 A CN1418325 A CN 1418325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
wavelength conversion
nonlinear optical
optical crystal
wavelength
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.)
Granted
Application number
CN01806644A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1192278C (zh
Inventor
小岛哲夫
今野进
藤川周一
安井公治
佐佐木孝友
森勇介
吉村政志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN1418325A publication Critical patent/CN1418325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1192278C publication Critical patent/CN1192278C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • G02F1/3505—Coatings; Housings; Supports

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

本发明公开了可以长期间稳定地产生用非线性光学晶体进行了波长变换的光的波长变换方法和波长变换装置以及使用它们的激光加工机。本发明的波长变换方法使与非线性光学晶体的波长变换后的光出射的面接连的气氛变成氮元素的含量比空气还小的气体后进行波长变换。此外，本发明的波长变换装置，具有使与非线性光学晶体的波长变换后的光出射的面接连的气氛变成氮元素的含量比空气还小的气体的单元。本发明的激光加工机，具有上述波长变换装置。

Description

波长变换方法、波长变换装置和激光加工机
技术领域
本发明涉及由非线性光学晶体实施的波长变换技术。
背景技术
图12的剖面图示出了例如在特开平11-271820号公报中示出的现有的波长变换装置。在图12中，1是真空容器，2例如是铯锂硼酸盐(化学式CsLiB6O10，简称：CLBO)晶体等的非线性光学晶体，3a、3b是光学窗口，4a、4b、4c是O环，5是真空密封阀，6是固定零件。7表示波长变换装置全体。
其次，对动作进行说明。激光束从输入一侧的光学窗口3a向真空容器1内入射，在与非线性光学晶体2相互作用进行了波长变换后，从输出一侧的光学窗口3b出射。在真空容器1的上部，设置有真空密封阀5，在真空容器1的本体与光学窗口3a、3b和真空密封阀5之间，用O环4a、4b、4c进行密封，使真空容器1内部维持真空。
在真空容器1的内部，非线性光学晶体2借助于固定零件6从上部推压，被固定到真空容器1的底部上。
如上所述，现有的波长变换装置，由于使波长变换晶体周围的气氛维持真空，易于从被暴露于真空中的真空容器、O环、固定零件等那里发生杂质，由于杂质将附着于非线性光学晶体2(波长变换晶体)和光学窗口上，故存在着不能长期间稳定地产生波长变换激光束(即，由非线性光学晶体进行波长变换后的光)，此外，还必须把容器作成为真空容器，因而装置价格昂贵等的问题。
发明内容
本发明就是为解决上述的问题而提出的，  目的在于提供可以长期间稳定地产生用非线性光学晶体进行了波长变换的光的波长变换方法和波长变换装置以及使用它们的波长变换激光装置和激光加工机。
本发明的波长变换方法，在使光通过非线性光学晶体进行波长变换的波长变换方法中，是使与上述非线性光学晶体的射出波长变换后的光的出射端面接连的气氛变成氮元素的含量比空气小的气体后进行波长变换的方法。
倘采用该方法，则可以得到可以长期间稳定地产生用非线性光学晶体进行了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的方法：用氮元素的含量比空气小的气体，把非线性光学晶体的要进行波长变换的光入射的入射端面和已进行了波长变换的光出射的出射端面覆盖起来进行波长变换。
倘采用该方法，则可以更为确实地得到可以长期间稳定地产生用非线性光学晶体进行了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的方法：使与非线性光学晶体的要进行波长变换的光入射的入射端面接连的气氛，和与波长变换后的光出射的出射端面接连的气氛，变成不同成分的气体后进行波长变换。
倘采用该方法，则可以得到这样的效果：可以分别个别地效率良好地防止因要进行波长变换的光产生非线性光学晶体与气氛之间的相互作用，和由波长变换后的光产生的非线性光学晶体与气氛之间的相互作用。
此外，还有这样的方法：流通氮元素的含量比空气还小的气体。
倘采用该方法，即便是假定发生了杂质，由于与正在流通着的气体一起被排出，故可以得到可以防止杂质附着在非线性光学晶体或光学窗口上的效果。
此外，还有这样的方法：在使氮元素含量比空气还小的气体供给到非线性光学晶体的至少是出射端面的附近后，进行排出。
倘采用该方法，即便是假定发生了杂质，由于向非线性光学晶体的附近供给新鲜的气体，故可以得到可以更为确实地防止杂质附着于非线性光学晶体上的现象的效果。
此外，还有这样的方法：氮元素的含量比空气小的气体，是含氮元素的气体的体积含量为10％以下的气体。
倘采用该方法，则可以得到可以用简单的构成，长期间稳定地产生用非线性光学晶体实施了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的方法：非线性光学晶体是含有铯的晶体。
倘采用该方法，则可以得到可以长期间稳定地发生用非线性光学晶体实施了波长变换的紫外区域的高功率的光的效果。
此外，还有这样的方法：气体是以稀有气体体、氧气或二氧化碳气体中的任何一种气体为主体的气体。
倘采用该方法，则可以得到可以用简单的构成，长期间稳定地产生用非线性光学晶体实施了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的方法：作为与非线性光学晶体的要进行波长变换的光射出的面接连的气氛的、氮元素的含量比空气小的气体，是以氩气为主体的气体。
倘采用该方法，则可以得到可以更为确实地长期间稳定地产生用非线性光学晶体实施了波长变换的光的效果。
本发明的波长变换装置，在使光通过非线性光学晶体进行波长变换的波长变换装置中，是具有使与上述非线性光学晶体的射出波长变换后的光的出射端面接连的气氛变成氮元素的含量比空气小的气体的单元的装置。
倘采用该装置，则可以得到可以长期间稳定地产生用非线性光学晶体进行了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的装置：射出平均功率在5W以上的波长变换后的光。
倘采用该装置，则可以得到可以长期间稳定地产生由非线性光学晶体实施了波长变换的高功率的光的效果。
此外，还有这样的装置：具有用氮元素的含量比空气小的气体，把非线性光学晶体覆盖起来的单元。
倘采用该方法，则可以得到可以更为确实地长期间稳定地产生用非线性光学晶体进行了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的装置：具有使与非线性光学晶体的要进行波长变换的光入射的入射端面接连的气氛，和与波长变换后的光出射的出射端面接连的气氛，变成不同的气氛的单元。
倘采用该装置，则可以得到这样的效果：可以分别个别地效率良好地防止因要进行波长变换的光产生非线性光学晶体与气氛之间的相互作用，和由波长变换后的光产生的非线性光学晶体与气氛之间的相互作用。
此外，还有这样的装置：具有使氮元素的含量比空气还小的气体流通的单元。
倘采用该装置，即便是假定发生了杂质，由于与正在流通着的气体一起被排出，故可以得到可以防止杂质附着在非线性光学晶体或光学窗口上的现象。
此外，还有这样的装置：把非线性光学晶体配置在在一部分上设置有使入射光和出射光通过的窗口或开口的容器内，在上述容器内，具有使氮元素含量比空气还小的气体供给到非线性光学晶体的至少是出射端面的附近的单元，和从上述容器内排出上述所供给的气体的单元。
倘采用该方法，即便是假定发生了杂质，由于向非线性光学晶体的附近供给新鲜的气体，故可以得到可以更为确实地防止杂质附着于非线性光学晶体上的效果。
此外，还有这样的装置：氮元素的含量比空气小的气体，是含氮元素的气体的体积含量为10％以下的气体。
倘采用该方法，则可以得到可以用简单的构成，长期间稳定地产生用非线性光学晶体实施了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的装置：非线性光学晶体是含有铯的晶体。
倘采用该装置，则可以得到可以长期间稳定地发生用非线性光学晶体实施了波长变换的紫外区域的高功率的光的效果。
此外，还有这样的装置：气体是以稀有气体体、氧气或二氧化碳气体中的任何一种气体为主体的气体。
倘采用该装置，则可以得到可以用简单的构成，长期间稳定地产生用非线性光学晶体实施了波长变换的光的效果。
此外，还有这样的装置：作为与非线性光学晶体的要进行波长变换的光射出的面接连的气氛的、氮元素的含量比空气小的气体，是以氩气为主体的气体。
倘采用该方法，则可以得到可以更为确实地长期间稳定地产生用非线性光学晶体实施了波长变换的光的效果。
本发明的激光加工机，具有加工机，且具有波长变换激光装置，该波长变换激光装置具有：作为加工光源的、作为波长变换的光源的激光装置和使与非线性光学晶体的波长变换后的光射出面接连的气氛变成氮元素的含量比空气还小的气体的单元，具有使来自上述激光装置的激光通过上述非线性光学晶体进行波长变换的波长变换装置。
倘采用该激光加工机，则可以得到可以长期间稳定地以良好的精度进行均一的加工的效果。
附图说明
图1是本发明的实施例1的波长变换装置的纵剖面图，图2是本发明的实施例1的波长变换装置的纵剖面图，图3是本发明的实施例2的波长变换装置的纵剖面图，图4是本发明的实施例2的波长变换装置的纵剖面图，图5是本发明的实施例3的波长变换装置的纵剖面图，图6是本发明的实施例3的波长变换装置的纵剖面图，图7是本发明的实施例4的波长变换装置的纵剖面图，图8是本发明的实施例6的波长变换装置的纵剖面图，图9是本发明的实施例7的波长变换装置的纵剖面图，图10是本发明的实施例8的波长变换激光装置的纵剖面图，图11是本发明的实施例9的激光加工机的纵剖面图，图12是现有的波长变换装置的纵剖面图。
具体实施方式
本发明人等，为了研究使用CLBO晶体的波长变换特性的劣化原因，以产生波长1064nm的钕·钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器的第2次谐波，即，以波长532nm的激光的激光装置为光源，使用CLBO晶体，连续100个小时地进行了本身为Nd:YAG激光器的第4次谐波的波长266nm的紫外激光束的产生。在该连续紫外激光束的产生中，CLBO晶体在空气中配置在加热器上边，在140℃的恒定温度下使用。此外，所产生的波长266nm的紫外激光束的平均功率为20W。
在该100个小时连续紫外激光束产生试验后的CLBO晶体的紫外激光束出射端面就是说波长变换后的光射出面上，可以观察到新附着上的物质。对该物质进行元素分析和构造分析的结果，判明附着物质是含有硝酸铯(SeNO3)的硝酸化合物。该硝酸铯仅仅在CLBO晶体的紫外激光束出射端面上才可以观察到，此外，铯由于是一种在在波长变换中使用的CLBO晶体以外不含有的元素，故借助于因波长变换而产生的波长266nm的紫外激光束的作用，大气中的氮与本身为CLBO晶体的成分的铯产生反应而生成硝酸铯，这是显然的。此外，归因于使用CLBO晶体的波长变换而产生硝酸铯这一现象，是得益于本发明人等所进行的平均功率在5W以上的长期连续紫外激光束产生试验，才开始弄明白的现象。以往，就如在文献(出来恭一等，电气学会光量子器件研究会资料，OQD-97卷，53-69号，41-46页，1997年)中所示的那样，由于只进行了功率4W以下的长期动作试验，故没能弄清楚这一现象。
根据以上的结果，在使用CLBO晶体进行波长变换时，要在使与非线性光学晶体的至少是波长变换后的光射出的射出端面接连的气氛变成氮元素含量比空气还小的气体后再进行，理想地说，如果使之变成几乎不含有氮元素(N)的气体后再进行，与气氛是空气的结果比较，可以进行长期间稳定地高功率的波长变换，这是很明显的。
(实施例1)
图1和图2，是用于实施本发明的实施例1的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，图1是波长变换装置的纵剖面图，图2是波长变换装置的横剖面图。
在图1和图2中，2是非线性光学晶体。3a、3b是透过激光束的光学窗口。4a、4b是O环。11是用来收纳非线性光学晶体2的容器。12a、12b是光学窗口推压件。13a、13b是开在容器上的孔。14a、14b是栓。15a、15b的配管。16是在成分中不含氮元素(N)的或者氮元素少的气体。17a、17b用来把非线性光学晶体2固定到容器11上的固定夹具。7a表示波长变换装置全体。
非线性光学晶体2，把两个端面切断、研磨成用来借助于波长变换产生波长400nm以下的紫外激光束的相位匹配角度，并借助于固定夹具17a、17b固定到容器11上边。在这里，非线性光学晶体2由CLBO晶体构成，已经把两个端面切断、研磨成用来把波长532nm的激光束变换成波长266nm的紫外激光束的相位匹配角度。
光学窗口3a、3b，由至少对于波长200nm到1500nm的激光束透明的例如石英(化学式：SiO2)、氟化钙(化学式：CaF2)构成，两个端面已被研磨，并通过O环4a、4b借助于光学窗口推压件12a、12b紧密粘接到容器11上。栓14a、14b，在这里使用的是用PT螺栓(管用锥形螺栓)直接接合到容器11上的螺栓。容器11，借助于光学窗口3a、3b和O环4a、4b以及栓14a、14b保持气密。
激光束从输入一侧的光学窗口3a入射到容器11内，在用非线性光学晶体2进行了波长变换后，从输出一侧的光学窗口3b出射。
气体16是不含氮元素(N)的或氮元素少的气体，例如可以使用以稀有气体体、氧气(O2)或二氧化碳(CO2)气体中的任何一种气体为主体的气体，并总是这样地流动：通过配管15a上开有孔的栓14a流入容器11内，通过开有孔的栓14b和配管15b从容器11中流出。为此，容器11内被在成分中不含氮元素的或氮元素少的气体16充满。
在本实施例1中，波长变换装置7a，由于象上述那样地构成，非线性光学晶体2的要进行波长变换的光入射进来的入射端面和波长变换后的光出射出去的出射端面被暴露于在成分中不含氮元素的或氮元素少的气体16内，故即便是因进行紫外激光束的波长变换，受到波长400nm以下的紫外激光束的照射，也不会产生硝酸铯等的硝酸化合物，不会归因于硝酸化合物而在波长变换激光束中产生变形或因而使输出降低等，此外，还由于波长变换装置7a内未被暴露于真空中，故不会从容器那里产生杂质，由于杂质不会附着于非线性光学晶体2或光学窗口上，故具有可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束。
此外，由于气体16变成总是流入容器11内，从容器11流出这样的流进行流通，故即便是假定产生了杂质，也会与流通着的气体16一起排出。因此，具有可以防止杂质附着于非线性光学晶体2或光学窗口3a、3b上这种情况的产生的效果。
此外，波长变换装置7a由于不需要严密的气密容器，此外，仅仅少量流动稀有气体体、氧气或二氧化碳气体等，就可以长期间稳定地产生高功率的波长变换激光束，所以，具有可以廉价地提供波长变换装置的效果。
另外，作为非线性光学晶体2，虽然使用的是铯锂硼酸盐(化学式CsLiB6O10，简称：CLBO)晶体、铯硼酸盐(化学式CsB3O5，简称CBO)晶体等的含铯晶体，但是，由于即使是锂硼酸盐(化学式LiB3O5，简称：LBO)晶体、β铯硼酸盐(化学式β-BaB2O4，简称：BBO)、钆钇钙氧硼酸盐(化学式GdxY1-xCa4(BO3)3，简称：GdYCOB)晶体等的不含铯的晶体，铯以外的元素也有可能与氮进行反应形成氮化合物，故是可以使用的。
此外，作为容器11虽然示出的是圆柱形的容器的例子，但是不论什么样的形状都可以，例如，也可以是立方体或长方体。
此外，作为栓14a、14b虽然示出的是借助于PT螺杆、O环等直接接合到容器11上的栓，但是也可以使用设置在其它的配管的途中的栓等。
此外，在上述实施例1中，虽然说明的是对打开栓14a、14b总是使不含氮元素的或氮元素少的气体16流动的例子，但是，也可以作成为使得在用不含氮元素的或氮元素少的气体16把容器11内充满之后，合上栓14a、14b把气体16密封到容器11内，就是说把非线性光学晶体变成密封起来的单元使用，具有与上述实施例1同样的效果。但是，在该情况下，得不到因气体16流动而产生的效果。
(实施例2)
图3和图4，是用于实施本发明的实施例2的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，图3是波长变换装置的纵剖面图，图4是波长变换装置的横剖面图。
在图3和图4中，2、3a、3b、4a、4b、11、12a、12b、13a、13b、14a、14b、15a、15b、16与上述实施例1所示的那些是相同部件，起着相同作用。17c、17d是用来把非线性光学晶体2固定到加热元件18上的固定夹具。18是具有加热器的加热元件。19是隔热材料。7b表示波长变换装置全体。此外，虽然未画出来，在加热元件18内设有用来监视温度的温度传感器，加热元件18和温度传感器通过未画出来的电线连接到波长变换装置7b的外部的温度控制器上。
加热元件18，借助于温度控制器根据来自温度传感器的信号控制在加热器中流动的电流，采用控制为超过100℃的温度的恒定温度的办法，使固定夹具17c、17d和非线性光学晶体2的温度保持在100℃以上的恒温。
激光束从输入一侧的光学窗口3a入射到容器1内，在用非线性光学晶体2进行了波长变换后，从输出一侧的光学窗口3b出射。
在本实施例2中，波长变换装置7b象上述那样地构成，非线性光学晶体2的被保持在100℃以上的恒温。其结果是，即便是在气体中含有微量的水分的情况下，由于非线性光学晶体2不吸收水分，故也具有可以长期间稳定地产生波长变换激光束的效果。
此外，与实施例1的情况下同样，非线性光学晶体2的要进行波长变换的光入射进来的入射端面和波长变换后的光出射出去的出射端面被暴露于在成分中不合氮元素的或氮元素少的气体16内，进行激光束的波长变换，故即便是受到波长400nm以下的紫外激光束的照射，也不会产生硝酸铯等的硝酸化合物，此外，还由于波长变换装置7a内未被暴露于真空中，故具有可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束。此外，由于波长变换装置7b不需要作成为真空容器，故还具有可以廉价地提供波长变换装置的效果。
此外，作为容器11虽然示出的是圆柱形的容器的例子，但是不论什么样的形状都可以，例如，也可以是立方体或长方体。
此外，作为栓14a、14b虽然示出的是借助于PT螺杆、O环等直接接合到容器11上的栓，但是也可以使用设置在其它的配管的途中的栓等。
此外，作为加热元件虽然示出的是具有电热加热器的例子，但是并不限于此，也可以具有例如帕尔帖元件等可以加热的元件。
再有，在上述实施例2中，虽然说明的是对打开栓14a、14b总是使不含氮元素的或氮元素少的气体16流动的例子，但是，也可以作成为使得在用不含氮元素的或氮元素少的气体16把容器11内充满之后，合上栓14a、14b把气体16密封到容器11内，就是说把非线性光学晶体变成密封起来的单元使用，具有与上述实施例2同样的效果。但是，在该情况下，得不到因气体16流动而产生的效果。
(实施例3)
图5是用于实施本发明的实施例3的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，图5是波长变换装置的纵剖面图。
在图5中，2、16、17a、17b与在上述实施例1中所示的那些是相同部件，起着相同作用。35是容器本体，36a、36b是盖，37是容器。38a、38b是开在盖36a、36b上的光通过的孔。13c是开在容器本体35上的孔。14c是栓。15c是配管。7c是波长变换装置全体。
容器37由容器本体35与盖36a和36b构成，盖36a和盖36b上分别开有光通过的孔38a和孔38b。
从配管15c通过栓14c，从设置在容器本体35上的孔13c向容器37内流入氮以外的气体为主成分的气体16，例如，以稀有气体体、氧气、二氧化碳气体为主体的气体。气体16置换容器37内的空气并用气体16充满容器37内，同时，从孔38a、38b排出。
如上所述，容器37并非一定要是气密不可，非线性光学晶体2的气氛只要是不含氮元素的或氮元素少的气体就可以。此外，至少与非线性光学晶体2的波长变换后的光射出面接连的气体是不含氮元素的或氮元素少的气体即可，可以得到与上述实施例1同样的效果。
另外，与上述实施例2的情况下同样，具有加热元件16和隔热材料19，作成为使得把非线性光学晶体2保持在超过100℃的温度的恒定温度。
另外，在迄今为止的实施例1到3中，虽然作成为使得非线性光学晶体2的气氛变成不含氮元素的或氮元素少的气体，但是，只要是氮元素的含量至少比空气小的气体，与气氛为空气的情况下比较，就可以进行长期间稳定地高功率的波长变换。但是理想的是氮的体积含量在10％以下，更为理想的是在1％以下。因此，以要向配置有非线性光学晶体2的容器内流入或封入的的稀有气体体、氧气和二氧化碳气体等为主体的气体，也可以不是纯度高的气体，可以使用级别低的廉价的气体。以稀有气体体、氧气和二氧化碳气体等为主体的气体，这些气体的体积含量例如在50％以上是理想的，在90％以上进而在99％以上则更为理想。
(实施例4)
图6是用于实施本发明的实施例3的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，图6是波长变换装置的纵剖面图。
在图6中，2、3a、3b、4a、4b、11、12a、12b、13a、13b、14a、14b、15a、15b、16与上述实施例1或2所示的那些是相同部件，起着相同作用。13a、13b、13c、13d是开在容器11上的孔。14a、14b、14c、14d是栓。15a、15b、15c、15d是配管。16b是在成分中不含氮元素(N)的或氮元素少的气体。16a是由与  16b不同的成分构成的气体。7d是波长变换装置全体。另外，在图6中虽然没有明确说明，但是在容器11内，与非线性光学晶体2的要进行波长变换的光入射进来的入射端面接连的空间，和与波长变换后的光出射的出射端面接连的空间，例如，已用隔墙等分离开来。
非线性光学晶体2，把两个端面切断、研磨成用来借助于波长变换产生波长400nm以下的紫外激光束的相位匹配角度，并借助于固定夹具17c、17d固定到容器11上边。在这里，非线性光学晶体2由CLBO晶体构成，已经把两个端面切断、研磨成用来把波长532nm的激光束变换成波长266nm的紫外激光束的相位匹配角度。
激光束从输入一侧的光学窗口3a入射到容器1内，在用非线性光学晶体2进行了波长变换后，从输出一侧的光学窗口3b出射。
气体16a，从配管15b通过栓14b和孔13b进入到与容器11中的非线性光学晶体2的入射端面接连的空间内，把与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛作为气体16a的气氛，通过孔13a、栓14a、配管15a向容器11外排出。此外，气体16b，从配管15a通过栓14c、孔13c进入到与容器11中的非线性光学晶体2的入射端面接连的空间内，把与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛作为气体16b的气氛，通过孔13d、栓14d、配管15d向容器11外排出。
在本实施例4中，波长变换装置7d，由于象上述那样地构成，非线性光学晶体2的要进行波长变换的光入射进来的入射端面和波长变换后的光出射出去的出射端面被暴露于在成分中不含氮元素的或氮元素少的气体16内，故即便是因进行紫外激光束的波长变换，受到波长400nm以下的紫外激光束的照射，也不会产生硝酸铯等的硝酸化合物，不会归因于硝酸化合物而在波长变换激光束中产生变形或因而使输出降低等，故具有可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。
此外，由于把与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛和与出射端面接连的气氛作成为不同的成分的气体16a和气体16b，故具有如下的效果：分别可以个别地效率良好地防止要进行波长变换的光就是说由作为波长变换的基波的入射激光束产生的非线性光学晶体2与气氛之间的相互作用，和由波长变换后的的光就是说由波长变换激光束产生的非线性光学晶体2与气氛之间的相互作用。此外，波长变换装置7d，由于不需要作成为真空容器，故还具有不会从容器中产生杂质，而且可以更为廉价地提供波长变换装置的效果。
此外，由于气体16a这样地流动：在流入到容器11内的与非线性光学晶体2的要进行波长变换的光入射进来的入射端面接连的空间内之后，从该空间流出，并进行流通，故即便是假定产生了杂质，也会与流通着的气体16a一起排出。此外，由于气体16b这样地流动：在流入到容器11内的与非线性光学晶体2的要进行波长变换的光入射进来的入射端面接连的空间内之后，从该空间流出，并进行流通，故即便是假定产生了杂质，也会与流通着的气体16b一起排出。因此，具有可以防止杂质附着于非线性光学晶体2或光学窗口3a、3b上的效果。
此外，与本实施例2的情况同样，具有加热元件18和隔热材料19，采用把非线性光学晶体2的被保持在100℃以上的恒温的办法，即便是在气体16a、16b中含有微量的水分的情况下，由于非线性光学晶体2不会吸收水分，故也具有可以长期间稳定地产生波长变换激光束的效果。但是，加热元件18和隔热材料19并非必备不可。
另外，作为可以在本实施例4中使用的不含氮元素的或氮元素少的气体只要是至少氮元素含量比空气小的气体，与气氛为空气的情况比，就可以得到可以长期间稳定地进行高功率的波长变换的效果。但是，氮的体积含量理想的是在10％以下，更为理想的是在1％以下。
本发明人等，为了研究使用CLBO晶体的波长变换特性的劣化原因，还进一步进行了试验。例如，在使用在实施例2中所示的波长变换装置7b，在作为非线性光学晶体2使用CLBO晶体，使波长532nm的激光束向CLBO晶体入射，变换成波长266nm的紫外激光束时，作为气体16，使用氧气(体积含量：99.7％)，把CLBO晶体配置在氧气(O2)气体内进行了连续100个小时紫外激光束产生试验的情况下，在CLBO晶体的波长532nm的激光束入射端面上，虽然与试验开始前没有什么变化，但是，有时候在CLBO晶体的波长266nm的紫外激光束出射端面的激光束通过部分上却看到了变色，可是，在该出射端面的激光束通过部分以外则没有变化，输出可以保持20W。此外，在作为气体16使用含有氩气(体积含量为99.9％)，把CLBO晶体配置在氩气(Ar)气氛中进行紫外激光束产生试验的情况下，在CLBO晶体的波长532nm的激光束入射端面的激光束通过部分上虽然看到了变色，但是，有时候在CLBO晶体的波长266nm激光束出射面与试验开始前却没有变化。
因此，在作为非线性光学晶体2使用CLBO晶体的情况下，采用把与CLBO晶体的波长266nm紫外激光束出射端面接连的气氛定为以氮元素的含量比空气小的气体而且是以氧气以外的气体例如氩气(Ar)为主体的气体的气氛，把与波长532nm的激光束入射端面接连的气氛定为以氩气以外的气体，例如氧气为主体的气体或空气等的气氛的办法，由于可以更为确实地防止非线性光学晶体2与气氛间的相互作用，故可以更为长期间更为稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束。
另外，作为非线性光学晶体2，虽然使用的是铯锂硼酸盐(化学式CsLiB6O10，简称：CLBO)晶体、铯硼酸盐(化学式CsB3O5，简称：CBO)晶体等的含铯晶体，但是，由于即便是锂硼酸盐(化学式LiB3O5，简称：LBO)晶体、β钡硼酸盐(化学式β-BaB2O4，简称：BBO)、钆钇钙氧硼酸盐(化学式GdxY1-xCa4(BO3)3，简称：GdYCOB)晶体等的不含铯的晶体，铯以外的元素也有可能与氮进行反应形成氮化合物，故是可以使用的。
此外，在上述实施例4中，虽然说明的是对打开栓14a、14b、14c、14d总是使不含氮元素的或氮元素少的气体16a、16b流动的例子，但是，也可以作成为使得在分别用气体16a和气体16b把容器11内的与非线性光学晶体2的入射端面接连的空间和与出射端面接连的空间充满之后，合上栓14a、14b、14c、14d把气体16a、16b密封到容器11内的各自的空间内，就是说作成为把非线性光学晶体2密封起来的单元使用，具有与上述实施例4同样的效果。但是，在该情况下，得不到因气体16a、16b流动而产生的效果。
(实施例5)
图7是用于实施本发明的实施例5的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，是波长变换装置的纵剖面图。
在图7中，2、3a、3b、4a、4b、11、12a、12b、13a、13b、14a、14b、15a、15b、16、17c、17d、18、19与上述实施例1、2所示的那些是相同部件，起着相同作用。4c是O环。11a是容器。11b是容器的盖。45是用来固定隔热材料19的固定夹具。46的相当于调整对非线性光学晶体2的入射光的角度的单元的角度调整器。47是相当于调整非线性光学晶体2中的入射光的通过位置的单元的位置调整器。7e是波长变换装置全体。
给容器11a，加上光学窗口3a、3b，O环4a、4b，和栓14a、14b，在打开盖11b的状态下，采用边通过光学窗口3a、3b使激光束通向非线性光学晶体2，边借助于角度调整器46调整对非线性光学晶体2的角度，并借助于位置调整器47调整非线性光学晶体2的激光束通过位置的办法，把借助于非线性光学晶体2产生的波长变换激光束的输出调整为使得变成所希望的输出之后，采用盖上盖11b的办法，使容器11a保持气密。然后，采用使在成分中不含氮元素(N)或氮元素少的的气体16流通的办法，用在成分中不含氮元素(N)的或氮元素少的气体16充满容器11a内。
在本实施例5中，由于波长变换装置7e象上述那样地构成，且具有角度调整器46和位置调整器47，故例如在实施例4中所述的那样，在作为气体16使用以氧气或氩气为主体的气体，使之以长时间高功率进行动作的情况下，虽然有时候会在本身为非线性光学晶体2的CLBO晶体的激光束出射端面或入射端面的激光束通过部分上产生变色，但是，在这样的情况下，采用借助于位置调整器47使非线性光学晶体2的激光束通过部分偏移到没有变色的地方，借助于角度调整器46调整非线性光学晶体2的角度的办法，就可以使波长变换激光束的输出返回到非线性光学晶体2的激光束通过部分劣化前的输出，具有可以实质上延长非线性光学晶体2的寿命的效果。
此外，与实施例1的情况下同样，由于非线性光学晶体2已被暴露于在成分中不含氮元素的或氮元素少的气体16内，进行激光束的波长变换，故即便是受到波长400nm以下的紫外激光束的照射，也不会产生硝酸铯等的硝酸化合物，此外，还由于波长变换装置7e内未被暴露于真空中，故不会从容器那里产生杂质，具有可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。
此外，与实施例2的情况同样，采用具有加热元件18和隔热材料19，把非线性光学晶体2保持在100℃以上的恒温的办法，即便是在气体中含有微量的水分的情况下，由于非线性光学晶体2不会吸收水分，故也具有可以长期间稳定地产生波长变换激光束的效果。
另外，在上述实施例5中，虽然示出的是在与在实施例2中说明的装置同样的波长变换装置中具有角度调整器46和位置调整器47的情况，但是，并不限于此，也可以在与在实施例1、3或4中说明的装置同样的波长变换装置中具有角度调整器46和位置调整器47，在该情况下也可以得到同样的效果。
(实施例6)
图8是用于实施本发明的实施例6的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，图8是波长变换装置的纵剖面图。
在图8中，2、3a、3b、4a、4b、11、12a、12b、13a、13b、14a、14b、15a、15b、16a、16b、17c、17d、18、19与上述实施例4所示的那些是相同部件，起着相同作用。13e、13f是开在容器11上的孔。14e、14f是栓。15e、15f是配管。15g是配管，相当于向非线性光学晶体2的出射端面的附近供给氮元素含量比空气小的气体的单元。配管15g被连接到使气体进入到容器11内的孔13e上，被配置为延长到非线性光学晶体2的出射端面附近。此外，孔13f把非线性光学晶体2夹在中间，设置在与配管15g相向的位置上。7f表示波长变换装置全体。另外，在图8中虽然没有画出来，在容器11内有例如隔墙等把与非线性光学晶体2的入射端面接连的空间和与出射端面接连的空间分隔开来的做法，与实施例4的情况下是同样的。
非线性光学晶体2，把两个端面切断、研磨成用来借助于波长变换产生波长400nm以下的紫外激光束的相位匹配角度，并借助于固定夹具17c、17d固定到容器11上边。在这里，非线性光学晶体2由CLBO晶体构成，已经把两个端面切断、研磨成用来把波长532nm的激光束变换成波长266nm的紫外激光束的相位匹配角度。
激光束从输入一侧的光学窗口3a入射到容器11内，在用非线性光学晶体2进行了波长变换后，从输出一侧的光学窗口3b出射。
气体16a，从配管15b通过栓14b和孔13b进入容器11内的与非线性光学晶体2的入射端面接连的空间，使与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛变成气体16a的气氛，通过孔13a、栓14a和配管15a排出到容器11外边。
气体16b，以规定的流量(例如，流量0.1升/分)，从配管15e通过栓14e和孔13e、配管15g流入容器11内的与非线性光学晶体2的入射端面附近，把与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛变成气体16b的气氛，通过孔13f栓14f和配管15f排出到容器11外边。气体16b的流量从未画出来的气体泵通过未画出来的流量调整阀、再通过未画出来的流量计，连接到配管15e上并采用调整流量调整阀的办法进行调整，用流量计进行测定。
在本实施例6中，波长变换装置7f如上所述地构成，除可以得到与在实施例4中说明的效果同样的效果之外，还可以得到如下的效果。
即，由于作成为使气体16b流入非线性光学晶体2的出射端面附近，故即便是假定由容器11内的构成材料产生了杂质，由于向非线性光学晶体2的出射端面供给刚刚流入进来的新鲜的气体16b，故可以防止杂质向非线性光学晶体2的出射端面的附着，还可以防止向光学窗口3b的靠近非线性光学晶体2的部分的附着，将提高可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。此外，由于在把非线性光学晶体2夹在之间，在与本身为气体16b向容器11内流入的流入口的配管15g相向的位置上，设置了孔13f，故即便是假定由容器11内的构成材料产生了杂质，由于可以以良好的效率从容器11内部除掉杂质，故可以防止杂质向非线性光学晶体2的出射端面或光学窗口3b的附着，进一步提高可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。
此外，在上述实施例6中，虽然说明的是气体16b的流量为0.1升/分的例子。但是采用使流量增加到1升/分，进而增加到10升/分的办法，故即便是假定由容器11内的构成材料产生了杂质，也可以更为确实地防止杂质向非线性光学晶体2的出射端面或光学窗口3b的附着，更进一步地提高可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。
此外，在上述实施例6中，虽然仅仅在非线性光学晶体2的出射端面一侧构成为使得气体16b流入到非线性光学晶体2的端面附近，并以良好的效率从与流入口相向的孔13f排出，但是采用在非线性光学晶体2的入射端面一侧也设置同样的构成的办法，即便是假定由容器11内的构成材料产生了杂质，也可以更为确实地防止杂质向非线性光学晶体2的出射端面或光学窗口3a的与非线性光学晶体2靠近的部分的附着，更进一步地提高可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。
另外，在上述实施例6中，虽然示出的是在容器11内作为把气体16供往非线性光学晶体2的至少是出射端面附近的单元使用配管15g的情况，但是，并不限于此，例如，也可以把容器11的内壁构成为使得达到非线性光学晶体2的端面附近，从孔13b、13c直接向非线性光学晶体2的端面附近供给气体16而不使用配管15g，也可以得到与上述实施例6同样的效果。
(实施例7)
在上述实施例6中，虽然说明的是在把在实施例4中说明的那样的与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛和与出射端面接连的气氛作成为不同的成分的气体16a和16b以进行波长变换的波长变换方法和波长变换装置中，在把氮元素含量比空气小的气体供往非线性光学晶体2的入射端面或出射端面的附近之后，进行排出的情况，但是并不限于此，例如，也可以作成使得在在实施形态1到3或实施形态5中所说明的那样的把与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛和与出射端面接连的气氛作成为同一成分的气体以进行波长变换的波长变换方法和波长变换装置中，在把氮元素含量比空气小的气体16供往非线性光学晶体2的入射端面或出射端面的附近之后进行排出。
图9是用于实施本发明的实施例7的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，图9是波长变换装置的纵剖面图。
在图9中，2、3a、3b、4a、4b、11、12a、12b、13a、13b、14a、14b、15a、15b、16a、16b、17c、17d、18、19与上述实施例1、2所示的那些是相同部件，起着相同作用。此外，15g是配管，相当于向非线性光学晶体2的出射端面的附近供给氮元素含量比空气小的气体的单元。7g表示波长变换装置全体。
激光束从输入一侧的光学窗口3a入射到容器11内，在用非线性光学晶体2进行了波长变换后，从输出一侧的光学窗口3b出射。
气体16，以规定的流量(例如，流量0.1升/分)，从配管15b通过栓14b和孔13b以及连接到孔13b上的配管15g流入容器11内的与非线性光学晶体2的入射端面附近，使与非线性光学晶体2的入射端面接连的气氛变成气体16的气氛，通过孔13a、栓14a和配管15a排出到容器11外边。气体16的流量从未画出来的气体泵通过未画出来的流量调整阀、再通过未画出来的流量计，连接到配管15b上并采用调整流量调整阀的办法进行调整，用流量计进行测定。
在本实施例7中，波长变换装置7g如上所述地构成，除去可以得到与在实施例2中说明的效果同样的效果之外，还可以得到如下的效果。
即，由于作成使气体16流入非线性光学晶体2的出射端面附近，故即便是假定由容器11内的构成材料产生了杂质，由于向非线性光学晶体2的出射端面供给刚刚流入进来的新鲜的气体16，故可以防止杂质向非线性光学晶体2的出射端面的附着，此外，还可以防止向光学窗口3b的靠近非线性光学晶体2的部分的附着，提高可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。
此外，在上述实施例7中，虽然说明的是气体16b的流量为0.1升/分的例子。但是采用使流量增加到1升/分，进而增加到10升/分的办法，故即便是假定由容器11内的构成材料产生了杂质，也可以更为确实地防止杂质向非线性光学晶体2的出射端面或光学窗口3b的附着，会进一步地提高可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。
此外，在上述实施例7中，虽然构成为向非线性光学晶体2的出射端面附近供给气体16，但是也可以作成为这样的构成，使得向非线性光学晶体2的出射端面和入射端面这两方供给气体16。
另外，在上述实施例7中，虽然示出的是这样的情况：在与在实施例2中说明的装置同样的波长变换装置中，在容器11内，具有向非线性光学晶体2的至少是射出端面的附近供给气体16的单元(配管15g)，但是，并不限于此，也可以在与在实施例1、3或4中说明的装置同样的波长变换装置中，在容器11内具有向非线性光学晶体2的至少是射出端面的附近供给气体16的单元(配管15g)，在该情况下，也可以得到同样的效果。
另外，在上述实施例7中，虽然示出的是在容器11内作为把气体16供往非线性光学晶体2的至少是出射端面附近的单元使用配管15g的情况，但是，并不限于此，例如，也可以把容器11的内壁构成为使得达到非线性光学晶体2的端面附近，从孔13b、13e直接向非线性光学晶体2的端面附近供给气体16而不使用配管15g，也可以得到与上述实施例7同样的效果。
(实施例8)
图10是用于实施本发明的实施例8的波长变换方法和波长变换装置的说明图，更为具体地说，是波长变换装置的纵剖面图。
在图10中，2是非线性光学晶体。7a是在上述实施例1中所示的波长变换装置。20是产生本身为钕·钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器的第2次谐波的波长532nm的激光束的激光装置。21是从激光装置20出射的波长532nm的激光束。21a是波长532nm的激光束21的一部分借助于非线性光学晶体2变换成波长266nm的激光束。22是透过波长266nm的激光束，反射波长532nm的激光束的已涂敷上涂层的波长选择镜。21b是波长266nm的紫外激光束。23是基座。24是用来把波长变换装置7a固定在基座23上边的固定台。25是用来把波长选择镜22固定到基座23上的固定夹具。26表示波长变换激光装置全体。
非线性光学晶体2，由例如铯锂硼酸盐(化学式CsLiB6O10，简称：CLBO)晶体、铯硼酸盐(化学式CsB3O5，简称：CBO)晶体、锂硼酸盐(化学式LiB3O5，简称：LBO)晶体、β钡硼酸盐(化学式β-BaB2O4，简称：BBO)、钆钇钙氧硼酸盐(化学式GdxY1-xCa4(BO3)3，简称：GdYCOB)晶体等构成，把两个端面切断、研磨成用来借助于波长变换产生波长400nm以下的紫外激光束的相位匹配角度，并借助于固定夹具17a、17b固定到容器11上边。在这里，非线性光学晶体2由CLBO晶体构成，已经把两个端面切断、研磨成用来把波长532nm的激光束变换成波长266nm的紫外激光束的1型相位匹配角度。
从激光装置20出射出来的波长532nm的激光束21，向波长变换装置7a入射，借助于非线性光学晶体2波长变换为波长266nm，变成激光束21a。激光束21a仅仅波长266nm成分才可以透过波长选择镜22，波长532nm的成分则被反射，借助于此，就变成波长266nm的紫外激光束。
在本实施例8中，波长变换激光装置，由于象上述那样地构成，非线性光学晶体2被暴露于在成分中不含氮元素的或氮元素少的气体内，其结果是即便是归因于波长变换受到波长400nm以下的紫外激光束的照射，也不会产生硝酸铯等的硝酸化合物，故具有可以长期间稳定地产生高品质且高功率的波长变换激光束的效果。此外，波长变换装置7a，由于不需要作成为真空容器，故还具有不会从容器中产生杂质，而且可以更为廉价地提供波长变换装置的效果。
另外，在上述实施例8中，虽然示出的是使用的实施例1中所示的波长变换装置7a，但是也可以使用实施例2到7所示的任何一个实施例的波长变换装置7b到7g，并具有与上述实施例8同样的效果。
此外，在上述实施例8中，虽然说明的是把产生本身为钕·钇铝石榴石(Nd:YAG，化学式为Nd:Y3Al5O12)激光器的第2次谐波的波长532nm的激光束的激光装置20用做光源的例子，但是光源的波长并不限于此，例如也可以是镱·钇铝石榴石(Yb:YAG，化学式为Yb:Y3Al5O12)、钕·YLF(Nd:YLF，化学式为Nd:LiYF4)、钕·YVO4(Nd:YVO4)、钛·蓝宝石(Ti:Al2O3)的基波、第2次谐波，具有与上述实施例8同样的效果。
(实施例9)
图11是用于实施本发明的实施例9的激光加工机的说明图，更为具体地说，是激光加工机的纵剖面图。
在图11中，26是实施例8所示的波长变换激光装置。27是电流镜。28是电流镜固定夹具，用来把电流镜27固定为对于从波长变换激光装置26出射出来的波长266nm的紫外激光束21b的角度可变。29是fθ透镜。30是fθ透镜固定夹具。31是反射镜-透镜固定夹具。32是印制基板，是坯料板等的加工物，在这里是玻璃环氧树脂印制基板。33是加工机基座。34是由电流镜27、电流镜固定夹具28、fθ透镜29、fθ透镜固定夹具30、反射镜-透镜固定夹具31和加工机基座33构成的加工机。
电流镜27借助于电流镜固定夹具28被固定到反射镜-透镜固定夹具31上，被固定到加工机基座33上边。fθ透镜29借助于fθ透镜固定夹具30被固定到反射镜-透镜固定夹具31上，被固定到加工机基座33上边。
从波长变换激光装置26发出的波长变换激光束21b，向电流镜27入射，借助于电流镜27可变地变更其行进方向。行进方向变更后的波长变换激光束21b向fθ透镜29入射，并被聚光到加工物32上边。聚光后的波长变换激光束21b在加工物32上开孔。
在本实施例9中，由于可以长期间稳定地产生波长变换激光束，故具有可以长期间稳定地精度良好地进行均一的加工的效果，因而会提供品质良好的印制基板。此外，波长变换装置7a由于没有必要作成真空容器，故还具有可以廉价地提供激光加工机的效果。
另外，在图11中，虽然示出的是设置电流镜27，可变地变更波长变换激光束21b的行进方向的装置，但是既可以在基座33上边具有使XY工作台等的加工物32移动的可动台，也可以具有电流镜17和可动台这两方。
此外，虽然示出的是设置fθ透镜29的装置，但是，也可以设置平凸透镜、双凸透镜等等。
另外，在上述实施例9中，虽然示出的是在由玻璃环氧树脂印制基板构成的加工物32上开孔的加工的例子，但是，加工物也可以是别的材质的印制基板、坯料板、电子部件、金属、玻璃等，只要是作为加工对象的材质不论什么材质都行，此外至于加工，也可以是切断、焊接、雕模、打标记、成型等什么样的加工都可以，会实现与上述实施例9同样的效果。
例如，在把加工物32作为光纤，对光纤进行使之产生周期性的折射率变化的光纤光栅制作加工的情况下，由于波长变换激光装置26可以长期间稳定地产生无失真的高品质的波长变换激光束21b，故具有可以长期间稳定地精度良好地进行均一的加工的效果，可以提供品质优良的光纤光栅的制造方法。
本发明的波长变换方法和波长变换装置，可以在例如波长变换激光装置中使用，此外，还可以使用该波长变换激光装置构成激光加工机。这样的激光加工机，由于可以长期间稳定地精度良好地进行均一的加工，故可以在例如印制基板的制造或光纤光栅的制造等各种加工中有利地使用。

Claims (20)

1.一种使光通过非线性光学晶体进行波长变换的波长变换方法，其特征在于：把与上述非线性光学晶体的进行波长变换后的光出射的面接连的气氛变成氮元素的含量比空气小的气体，进行波长变换。
2.根据权利要求1所述的波长变换方法，其特征在于：用氮元素的含量比空气小的气体，把非线性光学晶体的要进行波长变换的光入射的入射端面和已进行波长变换的光出射的出射端面覆盖起来，进行波长变换。
3.根据权利要求1所述的波长变换方法，其特征在于：使与非线性光学晶体的要进行波长变换的光入射的入射端面接连的气氛，和与波长变换后的光出射的出射端面接连的气氛，变成不同成分的气体，进行波长变换。
4.根据权利要求1所述的波长变换方法，其特征在于：使氮元素的含量比空气还小的气体流通。
5.根据权利要求4所述的波长变换方法，其特征在于：把氮元素含量比空气还小的气体供给到至少非线性光学晶体的出射端面附近后，排出。
6.根据权利要求1所述的波长变换方法，其特征在于：氮元素的含量比空气小的气体，是含氮元素的气体的体积含量为10％以下的气体。
7.根据权利要求1所述的波长变换方法，其特征在于：非线性光学晶体是含有铯的晶体。
8.根据权利要求1所述的波长变换方法，其特征在于：气体是以稀有气体体、氧气或二氧化碳气体中的任何一种气体为主体的气体。
9.根据权利要求3所述的波长变换方法，其特征在于：作为与非线性光学晶体的已进行波长变换的光射出的面接连的气氛的、氮元素的含量比空气小的气体，是以氩气为主体的气体。
10.一种使光通过非线性光学晶体进行波长变换的波长变换装置，其特征在于：具有使与上述非线性光学晶体的进行波长变换后的光出射的面接连的气氛变成氮元素的含量比空气小的气体的单元。
11.根据权利要求10所述的波长变换装置，其特征在于：射出平均功率在5W以上的波长变换后的光。
12.根据权利要求10所述的波长变换装置，其特征在于：具有用氮元素的含量比空气小的气体，把非线性光学晶体覆盖起来的单元。
13.根据权利要求10所述的波长变换装置，其特征在于：具有使与非线性光学晶体的要进行波长变换的光入射的入射端面接连的气氛，和与波长变换后的光出射的出射端面接连的气氛，变成不同成分的气体的单元。
14.根据权利要求10所述的波长变换装置，其特征在于：具有使氮元素的含量比空气还小的气体流通的单元。
15.根据权利要求14所述的波长变换装置，其特征在于：把非线性光学晶体配置在在其一部分上设置有使入射光和出射光通过的窗口或开口的容器内，在上述容器内具有使氮元素含量比空气还小的气体供给到至少非线性光学晶体的出射端面附近的单元，和从上述容器内排出上述所供给的气体的单元。
16.根据权利要求10所述的波长变换装置，其特征在于：氮元素的含量比空气小的气体，是含氮元素的气体的体积含量为10％以下的气体。
17.根据权利要求10所述的波长变换装置，其特征在于：非线性光学晶体是含有铯的晶体。
18.根据权利要求10所述的波长变换装置，其特征在于：氮元素的含量比空气小的气体是以稀有气体体、氧气或二氧化碳气体中的任何一种气体为主体的气体。
19.根据权利要求13所述的波长变换装置，其特征在于：作为与非线性光学晶体的光射出的面连接的气氛的、氮元素的含量比空气小的气体，是以氩气为主体的气体。
20.一种激光加工机，具有加工机，且具有波长变换激光装置，该波长变换激光装置具有：作为加工光源的、作为波长变换的光源的激光装置和使与非线性光学晶体的波长变换后的光射出面接连的气氛变成氮元素的含量比空气还小的气体的单元，且具有使来自上述激光装置的激光通过上述非线性光学晶体进行波长变换的波长变换装置。
CNB018066445A 2000-12-14 2001-12-12 波长变换方法、波长变换装置和激光加工机 Expired - Fee Related CN1192278C (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP379925/2000 2000-12-14
JP2000379925 2000-12-14
WOPCT/JP01/07585 2001-09-03
PCT/JP2001/007585 WO2002048787A1 (fr) 2000-12-14 2001-09-03 Procede et appareil de transformation de longueur d'onde, et dispositif laser et dispositif d'usinage laser a longueur d'onde transformee

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1418325A true CN1418325A (zh) 2003-05-14
CN1192278C CN1192278C (zh) 2005-03-09

Family

ID=18848200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB018066445A Expired - Fee Related CN1192278C (zh) 2000-12-14 2001-12-12 波长变换方法、波长变换装置和激光加工机

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7142354B2 (zh)
JP (1) JPWO2002048786A1 (zh)
KR (1) KR100491946B1 (zh)
CN (1) CN1192278C (zh)
TW (1) TW508280B (zh)
WO (1) WO2002048787A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101384953B (zh) * 2006-03-18 2012-04-18 国立大学法人大阪大学 波长转换光学元件及其制造方法、波长转换装置、紫外线激光照射装置及激光加工装置
CN109659806A (zh) * 2019-02-22 2019-04-19 山东大学 一种温度不敏感型倍频晶体器件及其应用
CN112688151A (zh) * 2020-12-27 2021-04-20 罗根激光科技（武汉）有限公司 一种266nm深紫外固体激光器

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4619946B2 (ja) * 2003-02-13 2011-01-26 独立行政法人科学技術振興機構 ボレート系結晶の製造方法とレーザー発振装置
US7218653B2 (en) * 2003-11-27 2007-05-15 Mitsubishi Materials Corporation Wavelength conversion method and wavelength conversion element
JP2006145584A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Hitachi Via Mechanics Ltd 波長が紫外域の複数のレーザの形成方法および形成装置並びにレーザ加工装置
DE102006058508B4 (de) * 2006-12-12 2011-12-15 Coherent Gmbh Verfahren sowie Vorrichtung zur Unterdrückung von Oberflächenschädigungen an einem nichtlinear optischen Medium bei Lichtdurchtritt
US8298335B2 (en) * 2007-12-18 2012-10-30 Kla-Tencor Technologies Corporation Enclosure for controlling the environment of optical crystals
DE102008010297A1 (de) * 2008-02-21 2009-10-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Frequenz-Konversions-Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Frequenz-Konversions-Vorrichtung
KR101250093B1 (ko) * 2009-05-15 2013-04-02 도요타지도샤가부시키가이샤 레이저 용접 방법 및 그것을 포함하는 전지의 제조 방법
JP5964621B2 (ja) * 2012-03-16 2016-08-03 株式会社ディスコ レーザー加工装置
WO2017116437A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 Newport Corporation Component shifting apparatus with shape memory alloy actuators
US10877370B2 (en) * 2017-07-31 2020-12-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Stretchable layout design for EUV defect mitigation
CN110800175B (zh) * 2017-08-22 2022-10-21 极光先进雷射株式会社 波长转换装置
EP3588184B1 (de) * 2018-06-28 2022-06-01 TRUMPF Schweiz AG Heizvorrichtung für einen optischen kristall
JP6606589B1 (ja) 2018-09-18 2019-11-13 レーザーテック株式会社 波長変換装置、及び波長変換方法
US11204536B1 (en) * 2020-12-17 2021-12-21 Raytheon Company Ultra-stable dual-mode operation optical crystal assembly for harmonic conversion

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4330721A (en) * 1980-05-23 1982-05-18 Rockwell International Corporation Apparatus for generating temporally shaped, laser pulses
JPH03263017A (ja) * 1990-03-14 1991-11-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換装置
JPH03279928A (ja) * 1990-03-29 1991-12-11 Konica Corp 波長変換素子
JPH09292638A (ja) * 1996-04-25 1997-11-11 Sony Corp 高出力紫外線レーザー光発生装置
AUPO796897A0 (en) * 1997-07-16 1997-08-07 Lions Eye Institute Of Western Australia Incorporated, The Solid state uv laser
US6381255B1 (en) * 1997-07-16 2002-04-30 The Lions Eye Institute Of Western Australia Incorporated Solid state UV laser
US6404786B1 (en) * 1997-08-25 2002-06-11 Sony Corporation Laser beam generating apparatus
JPH11167132A (ja) 1997-09-09 1999-06-22 Sony Corp 紫外線を照射または発生する光学系
JPH11119272A (ja) * 1997-10-17 1999-04-30 Hyper Photon System:Kk レーザシステム
JPH11288012A (ja) * 1998-02-09 1999-10-19 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk 結晶保持装置
JPH11271820A (ja) 1998-03-24 1999-10-08 Rikagaku Kenkyusho 非線形光学素子を用いた波長変換方法、波長変換装置及びレーザシステム
US6002697A (en) * 1998-04-03 1999-12-14 Lambda Physik Gmbh Diode pumped laser with frequency conversion into UV and DUV range
JP2000051311A (ja) 1998-08-09 2000-02-22 Bridgestone Corp ヒ−タ−を内蔵したジェットバス
JP3750366B2 (ja) * 1998-09-11 2006-03-01 三菱電機株式会社 固体光学素子マウントセル
EP1048974A1 (en) 1999-04-27 2000-11-02 Kabushiki Kaisha Ushio Sougou Gijyutsu Kenkyusho Crystal holding device
JP2000347233A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Sony Corp 紫外線光学装置
US6532100B1 (en) * 1999-08-04 2003-03-11 3D Systems, Inc. Extended lifetime frequency conversion crystals
JP2001051311A (ja) * 1999-08-09 2001-02-23 Ushio Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk 結晶保持装置
US6667828B2 (en) * 2001-07-13 2003-12-23 Zygo Corporation Apparatus and method using a nonlinear optical crystal

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101384953B (zh) * 2006-03-18 2012-04-18 国立大学法人大阪大学 波长转换光学元件及其制造方法、波长转换装置、紫外线激光照射装置及激光加工装置
CN109659806A (zh) * 2019-02-22 2019-04-19 山东大学 一种温度不敏感型倍频晶体器件及其应用
CN109659806B (zh) * 2019-02-22 2020-11-06 山东大学 一种温度不敏感型倍频晶体器件及其应用
CN112688151A (zh) * 2020-12-27 2021-04-20 罗根激光科技（武汉）有限公司 一种266nm深紫外固体激光器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020077456A (ko) 2002-10-11
CN1192278C (zh) 2005-03-09
KR100491946B1 (ko) 2005-05-30
TW508280B (en) 2002-11-01
US7142354B2 (en) 2006-11-28
US20050225837A1 (en) 2005-10-13
JPWO2002048786A1 (ja) 2004-04-15
WO2002048787A1 (fr) 2002-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1192278C (zh) 波长变换方法、波长变换装置和激光加工机
US7948673B2 (en) Optical wavelength conversion element having a cesium-lithium-borate crystal
CN1551309A (zh) 照射激光的方法、激光照射装置和半导体器件的制造方法
CN1258806C (zh) 半导体器件的制造方法
CN1754013A (zh) β－Ga2O3单晶生长方法、薄膜单晶生长方法、Ga2O3发光器件及其制造方法
CN1441467A (zh) 激光辐照装置、激光辐照方法和制作半导体器件的方法
CN1356538A (zh) 检测气体样品中气体组分存在的气体检测系统
CN1084399C (zh) 化合物r2mb10o19非线性光学晶体及其制法和用途
US10662067B1 (en) Compound ammonium fluoroborate, nonlinear optical crystal of ammonium fluoroborate, and preparation method and use thereof
CN1291532C (zh) 激光控制方法、激光装置、激光加工方法及激光加工设备
CN1904148A (zh) 氟硼酸铍盐非线性光学晶体及生长方法和用途
CN1890838A (zh) 半导体电极及其制造方法、和使用该半导体电极的光电池
JP2013256399A (ja) Ｉｔｏ膜及びこのｉｔｏ膜の製造に用いられるｉｔｏ粉末
CN1008125B (zh) 掺质铝镓酸镁镧单晶的制备方法
CN1188741C (zh) 波长变换晶体和激光发生方法以及激光发生装置
JP2008087000A (ja) レーザ加工装置
CN1792901A (zh) 玻璃的制造方法及玻璃熔融装置
CN1840352A (zh) 液滴喷出装置、点形成方法、标识码形成方法及电光学装置的制造方法
CN206878308U (zh) 一种中红外固体激光器
CN104018225B (zh) 掺钕A3BGa3Si2O14系列晶体及其制备方法与应用
JP3636200B2 (ja) 波長変換方法、波長変換装置、およびレーザ加工機
CN1310199C (zh) 有源矩阵型显示装置及其制造方法
CN1269277C (zh) 光学元件、发光器件、以及制造光学元件的方法
JP4800729B2 (ja) 基板加工方法及び発光素子の製造方法
CN1557698A (zh) 低温低压合成氮化物晶体材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050309

Termination date: 20161212

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee