JP2000216465A - Laser resonator - Google Patents
Laser resonatorInfo
- Publication number
- JP2000216465A JP2000216465A JP11013007A JP1300799A JP2000216465A JP 2000216465 A JP2000216465 A JP 2000216465A JP 11013007 A JP11013007 A JP 11013007A JP 1300799 A JP1300799 A JP 1300799A JP 2000216465 A JP2000216465 A JP 2000216465A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fundamental wave
- laser
- reflecting
- excitation device
- laser resonator
- 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.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ共振器内
部において複数の非線形光学媒質によりレーザ光を波長
変換し、複数の方向から波長変換されたレーザ光のみを
取り出すことで、高効率で波長変換されたレーザ光を得
るためのレーザ共振器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-efficiency wavelength conversion by converting the wavelength of a laser beam within a laser resonator using a plurality of nonlinear optical media and extracting only the laser beam whose wavelength has been converted from a plurality of directions. The present invention relates to a laser resonator for obtaining a focused laser beam.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図８は、例えば、Springer Series in O
ptical Sciences Vol.1 "Solid-StateLaser Engineerin
g 4th Edition" Walter Koechner著（1995年ドイツSpri
nger社発行）５９８ページに示された従来の非線形光学
媒質に入射した基本波の波長を半分にする第２高調波発
生のレーザ共振器を示す構成図である。2. Description of the Related Art FIG. 8 shows, for example, Springer Series in O
ptical Sciences Vol.1 "Solid-StateLaser Engineerin
g 4th Edition "by Walter Koechner (Spri, Germany, 1995
FIG. 5 is a configuration diagram showing a second-harmonic generation laser resonator that halves the wavelength of a fundamental wave incident on a conventional nonlinear optical medium shown on page 598 (published by Nger Co.).
【０００３】図８において、１１aはレーザ媒質、１１b
はレーザ媒質を励起する励起光源、１１はレーザ媒質１
１aと励起光源１１bから成る励起装置、１２は非線形光
学媒質としてのＫＴiＯＰＯ4（以降ＫＴＰと呼ぶ）結
晶、１３は励起装置１１から出射される基本波を全反射
する第１の基本波反射鏡、１４は基本波とＫＴＰ結晶２
６から出射される第２高調波を全反射する第２の基本波
反射鏡、１５は基本波と第２高調波を全反射する第３の
基本波反射鏡、１６は基本波を全反射し第２高調波を全
透過する第４の基本波反射鏡、１７は励起装置１１から
高ピーク強度のパルス基本波を繰り返し発生させるため
のＱスイッチ素子である。In FIG. 8, reference numeral 11a denotes a laser medium, 11b
Is an excitation light source for exciting the laser medium, 11 is the laser medium 1
An excitation device comprising 1a and an excitation light source 11b, 12 a KTiOPO 4 (hereinafter referred to as KTP) crystal as a nonlinear optical medium, 13 a first fundamental wave reflecting mirror for totally reflecting a fundamental wave emitted from the excitation device 11, 14 is fundamental wave and KTP crystal 2
A second fundamental wave reflecting mirror that totally reflects the second harmonic emitted from 6, a third fundamental wave reflecting mirror 15 that totally reflects the fundamental wave and the second harmonic, and 16 is a third fundamental wave reflecting mirror that totally reflects the fundamental wave A fourth fundamental wave reflecting mirror 17 that completely transmits the second harmonic is a Q switch element for repeatedly generating a pulse fundamental wave having a high peak intensity from the excitation device 11.
【０００４】次に動作について説明する。励起光源１１
bによりレーザ媒質１１aは励起されている。上述のよう
な構成のレーザ共振器では、励起されたレーザ媒質１１
aにより第３の基本波反射鏡１５および第４の基本波反
射鏡１６を介して第１の基本波反射鏡１３と第２の基本
波反射鏡１４との間で基本波が閉じ込められて増幅さ
れ、レーザ発振モードが形成される。このとき、Ｑスイ
ッチ素子１７により高ピーク強度のパルス基本波が繰り
返し発生される。Next, the operation will be described. Excitation light source 11
The laser medium 11a is excited by b. In the laser resonator configured as described above, the excited laser medium 11
By a, the fundamental wave is confined between the first fundamental wave reflecting mirror 13 and the second fundamental wave reflecting mirror 14 via the third fundamental wave reflecting mirror 15 and the fourth fundamental wave reflecting mirror 16 and amplified. As a result, a laser oscillation mode is formed. At this time, the pulse fundamental wave of high peak intensity is repeatedly generated by the Q switch element 17.
【０００５】レーザ媒質が励起されている間に、レーザ
共振器の光学的損失を大きく、すなわちレーザ共振器の
品質因子Ｑ（レーザ共振器から散逸するパワーに対する
レーザ共振器内に蓄えられた場のエネルギーの割合に比
例する値）を小さくなるようにし、レーザ発振しない状
態で高い利得、すなわち反転分布の大きい状態が得られ
るようにする。Ｑが低くなればレーザ発振しきい値反転
分布を引き下げることになるから、励起によって得られ
る値よりしきい値が高くなるようにする。反転分布が最
大値に達した瞬間に、急激にＱを通常の高い値にもどす
と、レーザ媒質の利得は発振しきい値より十分高い値に
なっているので、発振の急激な立ち上がりが生じ、誘導
放出により反転分布の急激な減少が進行する。[0005] While the laser medium is being pumped, the optical loss of the laser resonator is increased, ie the quality factor Q of the laser resonator (the field stored in the laser resonator for the power dissipated from the laser resonator). (A value proportional to the energy ratio) is reduced so that a high gain, that is, a state with a large population inversion distribution can be obtained without laser oscillation. Since the lower the Q, the lower the laser oscillation threshold inversion distribution, the threshold is set higher than the value obtained by excitation. When Q is suddenly returned to a normal high value at the moment when the population inversion reaches the maximum value, the gain of the laser medium is a value sufficiently higher than the oscillation threshold value, and a sharp rise of oscillation occurs. Due to stimulated emission, the population inversion sharply decreases.
【０００６】この過程を繰り返すことにより、レーザ媒
質に励起されて蓄えられていたエネルギーはレーザ共振
器内に光子の形に急激に変換されて、高ピーク強度のパ
ルス基本波を繰り返し発生させることができる。第３の
基本波反射鏡１５により反射されてＫＴＰ結晶１２に入
射する基本波の一部は、ＫＴＰ結晶１２により基本波の
半分の波長である第２高調波に波長変換されて出射され
る。[0006] By repeating this process, the energy excited and stored in the laser medium is rapidly converted into a photon form in the laser resonator, and a pulse fundamental wave having a high peak intensity is repeatedly generated. it can. A part of the fundamental wave reflected by the third fundamental wave reflecting mirror 15 and entering the KTP crystal 12 is converted by the KTP crystal 12 into a second harmonic which is half the wavelength of the fundamental wave and emitted.
【０００７】この第２高調波は、第２の基本波反射鏡１
４を折り返し反射してＫＴＰ結晶１２を通過して第３の
基本波反射鏡１５に反射され、第４の基本波反射鏡１６
を透過して取り出される。さらに、第２の基本波反射鏡
１４により反射されて再びＫＴＰ結晶１２に入射する基
本波の一部は、同様にＫＴＰ結晶１２により第２高調波
に波長変換されて出射する。この第２高調波は、同様に
第３の基本波反射鏡１５に反射され、第４の基本波反射
鏡１６を透過して取り出される。このとき、第３の基本
波反射鏡１５および第４の基本波反射鏡１６は凹面とな
っており、レーザ媒質１１aのＫＴＰ結晶１２に面する
端面の像をＫＴＰ結晶１２の中央に像転写することで、
高パワーの励起光源１１bによりレーザ媒質１１aの熱レ
ンズが大きくなってもＫＴＰ結晶１２におけるビーム径
はできるだけ一定に保たれるようにしている。The second harmonic is reflected by the second fundamental wave reflecting mirror 1.
4 is reflected back, passes through the KTP crystal 12, is reflected by the third fundamental wave reflecting mirror 15, and is reflected by the fourth fundamental wave reflecting mirror 16
And is taken out. Further, a part of the fundamental wave reflected by the second fundamental wave reflecting mirror 14 and entering the KTP crystal 12 again is similarly converted into a second harmonic by the KTP crystal 12 and emitted. The second harmonic wave is similarly reflected by the third fundamental wave reflecting mirror 15 and is transmitted through the fourth fundamental wave reflecting mirror 16 and extracted. At this time, the third fundamental wave reflecting mirror 15 and the fourth fundamental wave reflecting mirror 16 are concave, and the image of the end face of the laser medium 11a facing the KTP crystal 12 is transferred to the center of the KTP crystal 12. By that
Even if the thermal lens of the laser medium 11a becomes large due to the high power excitation light source 11b, the beam diameter in the KTP crystal 12 is kept as constant as possible.
【０００８】ＫＴＰ結晶１２に入射する基本波のパワー
が大きすぎるときには、ＫＴＰ結晶１２で大きなビーム
径に調節することで、ＫＴＰ結晶１２における光破壊の
発生を防止している。When the power of the fundamental wave incident on the KTP crystal 12 is too large, the KTP crystal 12 is adjusted to a large beam diameter to prevent the KTP crystal 12 from being damaged by light.
【０００９】レーザ共振器内部における基本波の強度
は、第１の基本波反射鏡１３の外部での値の(1-RF)-1倍
となり、それより大きな値となる。ここで、RFは第１の
基本波反射鏡１３における基本波反射率であり、全ての
基本波反射鏡において基本波に対し全反射、つまりRF=1
とし、第４の基本波反射鏡１６においてのみ第２高調波
に対し全透過とすると、基本波の増幅率は非常に大きく
なり、レーザ共振器からの全有効出力を基本波の代わり
に第２高調波として引き出すことができる。非線形光学
媒質における基本波から第２高調波への変換効率ηは、
式１で与えられる。The intensity of the fundamental wave inside the laser resonator is (1-R F ) -1 times the value outside the first fundamental wave reflecting mirror 13 and is larger than that. Here, R F is the fundamental wave reflectance of the first fundamental wave reflecting mirror 13, and the total reflection of the fundamental wave in all the fundamental wave reflecting mirrors, that is, R F = 1
Assuming that the second harmonic is totally transmitted only in the fourth fundamental wave reflecting mirror 16, the amplification factor of the fundamental wave becomes very large, and the total effective output from the laser resonator is replaced by the second fundamental wave instead of the fundamental wave. Can be extracted as harmonics. The conversion efficiency η from the fundamental wave to the second harmonic in the nonlinear optical medium is
It is given by equation 1.
【００１０】[0010]
【数１】 (Equation 1)
【００１１】ここで、Pωは入力する角周波数ωの基本
波のパワー、P2ωは基本波が非線形光学媒質を通過する
ことにより出力される角周波数２ωの第２高調波のパワ
ー、μ0は真空の透磁率、ε0は真空の誘電率、dは非線
形光学媒質固有の非線形光学係数、nは非線形光学媒質
の屈折率、Lは非線形光学媒質の媒質長、Aは基本波のビ
ーム断面積、△kは位相不整合量と呼ばれるものであ
る。これにより、変換効率は非線形光学媒質に入射する
基本波の強度Pω/Aに依存し、基本波の強度Pω/Aが大き
いほど、非線形光学媒質における変換効率は高くなる。Here, P ω is the power of the fundamental wave of the input angular frequency ω, P 2ω is the power of the second harmonic of the angular frequency 2 ω output when the fundamental wave passes through the nonlinear optical medium, μ 0 is the magnetic permeability of vacuum, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, d is the nonlinear optical coefficient specific to the nonlinear optical medium, n is the refractive index of the nonlinear optical medium, L is the medium length of the nonlinear optical medium, and A is the beam of the fundamental wave The cross-sectional area, Δk, is called a phase mismatch. Thus, the conversion efficiency depends on the intensity P omega / A of the fundamental wave incident to the nonlinear optical medium, the larger the intensity P omega / A of the fundamental wave, the conversion efficiency is high in the nonlinear optical medium.
【００１２】ところが、レーザ共振器内部において基本
波のパワーが大きすぎると、ＫＴＰ結晶において基本波
は多く吸収され、温度上昇によりＫＴＰ結晶の位相不整
合量△ｋが増加してしまう。すなわち、ＫＴＰ結晶にお
ける変換効率ηが低下するという問題点がある。図９
は、我々の計算によるＫＴＰ結晶における基本波の強度
に対する第２高調波への変換効率を示すグラフ図であ
る。この図が示すように、位相不整合量が大きくなるほ
ど、変換効率は低下することが分かる。さらに、ＫＴＰ
結晶の結晶長を短尺にすることで、同じ基本波のパワー
における位相不整合量に対しての変換効率の変動を小さ
くできることが分かる。However, if the power of the fundamental wave is too large inside the laser resonator, the fundamental wave will be absorbed in the KTP crystal much, and the phase mismatch Δk of the KTP crystal will increase due to the temperature rise. That is, there is a problem that the conversion efficiency η in the KTP crystal decreases. FIG.
FIG. 4 is a graph showing the conversion efficiency to the second harmonic with respect to the intensity of the fundamental wave in the KTP crystal according to our calculation. As shown in this figure, it can be seen that the conversion efficiency decreases as the amount of phase mismatch increases. Furthermore, KTP
It can be seen that by reducing the crystal length of the crystal, the variation in conversion efficiency with respect to the amount of phase mismatch at the same fundamental wave power can be reduced.
【００１３】また、第２高調波の強度が大きすぎると、
ＫＴＰ結晶により第２高調波は吸収される。ＫＴＰ結晶
は第２高調波の吸収が多くなると、グレートラックダメ
ージと呼ばれる光破壊を生じてしまう。すなわち、入射
する基本波のピーク光強度はグレートラックダメージの
生じない光破壊しきい値以下にしなければならないとい
う問題点がある。図１０は、我々の測定によるＫＴＰ結
晶における第２高調波光強度に対する第２高調波の飽和
吸収量を示すグラフ図である。この図が示すように、第
２高調波の光強度が大きくなるほど、吸収量は増大し、
グレートラックダメージの生じない第２高調波のピーク
強度は約５０ＭＷ／ｃｍ2であることが分かる。さら
に、ＫＴＰ結晶を室温以上の高温に保持することで、吸
収量は減少し、グレートラッキングの発生を低減できる
ことが分かる。If the intensity of the second harmonic is too large,
The second harmonic is absorbed by the KTP crystal. When the absorption of the second harmonic increases, the KTP crystal causes light destruction called gray track damage. That is, there is a problem that the peak light intensity of the incident fundamental wave must be equal to or less than the light destruction threshold value that does not cause gray track damage. FIG. 10 is a graph showing the amount of the second harmonic saturation absorption with respect to the intensity of the second harmonic light in the KTP crystal according to our measurement. As shown in this figure, as the light intensity of the second harmonic increases, the amount of absorption increases,
It can be seen that the peak intensity of the second harmonic that does not cause gray track damage is about 50 MW / cm 2 . Further, it can be seen that by maintaining the KTP crystal at a high temperature equal to or higher than room temperature, the absorption amount is reduced, and the occurrence of gray tracking can be reduced.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ共振器は
以上のように構成されているので、レーザ共振器内部に
おける基本波の強度が大きく、ＫＴＰ結晶に基本波の吸
収され温度上昇によりＫＴＰ結晶の位相不整合量が増加
することで、第２高調波への変換効率が低くなるという
問題点がある。Since the conventional laser resonator is configured as described above, the intensity of the fundamental wave inside the laser resonator is large, the fundamental wave is absorbed by the KTP crystal, and the temperature of the KTP crystal rises. However, there is a problem that the efficiency of conversion to the second harmonic is reduced due to an increase in the amount of phase mismatch.
【００１５】また、第２高調波は、ＫＴＰ結晶から出射
して第２の反射鏡１４を折り返し反射してＫＴＰ結晶１
２を通過しているので、第２高調波が非線形光学媒質に
多く吸収されてグレートラックダメージを生じることに
より、非線形光学媒質に入射する第２高調波のピーク強
度を光破壊しきい値以下にしなければならないという問
題点がある。Further, the second harmonic is emitted from the KTP crystal, reflected back from the second reflecting mirror 14 and reflected by the KTP crystal 1.
2, the second harmonic is absorbed by the nonlinear optical medium in a large amount, causing gray track damage, so that the peak intensity of the second harmonic incident on the nonlinear optical medium is reduced below the photodisruption threshold. There is a problem that must be.
【００１６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、非線形光学媒質における基本波
から変換波への変換効率を高く得るとともに、簡単な構
成により高効率で変換波を取り出すことができるレーザ
共振器を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain a high conversion efficiency from a fundamental wave to a converted wave in a nonlinear optical medium and to convert the converted wave with a simple structure at a high efficiency. An object is to obtain a laser resonator that can be taken out.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザ共
振器は、少なくとも１つのレーザ媒質およびレーザ媒質
を励起する励起光源を有する励起装置と、励起装置から
出射される基本波の光軸上に、励起装置から互いに反対
方向に出射された基本波をそれぞれ反射する第１および
第２の反射鏡と、第１および第２の反射鏡により反射さ
れた基本波をそれぞれ折り返し反射して励起装置を通し
て往復させる第３および第４の反射鏡と、第１と第３の
反射鏡との間および第２と第４との反射鏡の間に設けら
れ、第１と第３の反射鏡および第２と第４の反射鏡によ
り反射された基本波の一部を変換して基本波と異なる波
長の変換波を出射する第１および第２の非線形光学媒質
とから成り、第１と第３の反射鏡および第２と第４の反
射鏡は、基本波を反射すると共に第１および第２の非線
形光学媒質から出射された変換波を透過する波長分離手
段でなる。According to the present invention, there is provided a laser resonator comprising: an excitation device having at least one laser medium and an excitation light source for exciting the laser medium; and a laser device on an optical axis of a fundamental wave emitted from the excitation device. A first and a second reflecting mirror for respectively reflecting fundamental waves emitted in mutually opposite directions from the excitation device, and a fundamental wave reflected by the first and second reflecting mirrors, respectively, is reflected and passed through the excitation device. The first and third reflecting mirrors and the second and fourth reflecting mirrors are provided between the first and third reflecting mirrors and between the second and fourth reflecting mirrors. And first and second non-linear optical media for converting a part of the fundamental wave reflected by the fourth reflecting mirror and emitting a converted wave having a wavelength different from that of the fundamental wave. The mirror and the second and fourth reflecting mirrors A wavelength of separating means which transmits the converted wave emitted from the first and second nonlinear optical medium while morphism.
【００１８】また、励起装置からの光学距離は、第１と
第２の非線形光学媒質との間および第３と第４の反射鏡
との間でそれぞれ等しく配置され対称性のある構成とさ
れている。The optical distance from the excitation device is equally arranged between the first and second nonlinear optical media and between the third and fourth reflecting mirrors so as to be symmetrical. I have.
【００１９】また、励起装置は、２個のレーザ媒質を有
し、２個のレーザ媒質間に基本波の偏光方向を９０度回
転させる旋光子を設けている。The excitation device has two laser media, and an optical rotator for rotating the polarization direction of the fundamental wave by 90 degrees is provided between the two laser media.
【００２０】また、励起装置は、２個のレーザ媒質を有
し、２個のレーザ媒質間に基本波の焦点距離を変化させ
るレンズを少なくとも１つ設けている。Further, the excitation device has two laser media and at least one lens for changing the focal length of the fundamental wave is provided between the two laser media.
【００２１】また、励起装置と第３の反射鏡との間およ
び励起装置と第４の反射鏡との間に、高ピーク強度のパ
ルス基本波を繰り返し発生させるためのＱスイッチ素子
を少なくとも１個設けている。Also, at least one Q-switch element for repeatedly generating a high peak intensity pulse fundamental wave is provided between the excitation device and the third reflection mirror and between the excitation device and the fourth reflection mirror. Provided.
【００２２】また、Ｑスイッチ素子は、超音波により基
本波を回折させる音響光学手段を設けている。The Q-switch element has acousto-optic means for diffracting a fundamental wave by ultrasonic waves.
【００２３】また、励起装置と第３の反射鏡との間乃至
励起装置と第４の反射鏡との間の何れかもしくは全て
に、基本波のビーム径を変換するビーム径変換装置を設
けている。Further, a beam diameter conversion device for converting the beam diameter of the fundamental wave is provided between any one or all of the space between the excitation device and the third reflection mirror or between the excitation device and the fourth reflection mirror. I have.
【００２４】また、第１乃至第４の反射鏡の何れかもし
くは全ては、基本波のビーム径を変換するビーム径変換
手段を兼ね備えている。Further, any or all of the first to fourth reflecting mirrors also have a beam diameter converting means for converting the beam diameter of the fundamental wave.
【００２５】また、励起装置と第１の非線形光学媒質と
の間乃至励起装置と第２の非線形光学媒質との間の何れ
かもしくは全てに、基本波を集光するビーム集光装置を
設け、レーザ媒質の第１乃至第２の非線形光学媒質に面
する端面の像を第１乃至第２の非線形光学媒質内の何れ
かもしくは全てに像転写する。Further, a beam condensing device for condensing a fundamental wave is provided between any one of or between the excitation device and the first nonlinear optical medium or between the excitation device and the second nonlinear optical medium. The image of the end face of the laser medium facing the first and second nonlinear optical media is transferred to any or all of the first and second nonlinear optical media.
【００２６】また、第１および第２の非線形光学媒質と
して、ＫＴiＯＰＯ4結晶が用いられていると共に、ビー
ム径を調節してＫＴiＯＰＯ4結晶で変換される基本波の
半分の波長である変換波としての第２高調波の最大強度
を５０ＭＷ／ｃｍ2以下にしている。A KTiOPO 4 crystal is used as the first and second nonlinear optical media, and a converted wave having a half wavelength of a fundamental wave converted by the KTiOPO 4 crystal by adjusting a beam diameter is used. The maximum intensity of the second harmonic is set to 50 MW / cm 2 or less.
【００２７】さらに、第１乃至第４の反射鏡から出射し
た複数の変換波を集光するビーム集光手段と、集光され
た変換波を伝送する光伝送手段を備えている。Further, there are provided beam condensing means for condensing a plurality of converted waves emitted from the first to fourth reflecting mirrors, and optical transmission means for transmitting the condensed converted waves.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１によるレーザ共振器を示す構成図である。
図において、１１aはレーザ媒質、１１bはレーザ媒質１
１aを励起する励起光源、１１はレーザ媒質１１aと励起
光源１１bから成る励起装置である。２１は第１の平面
反射鏡、２２は第２の平面反射鏡、２３は第３の平面反
射鏡、２４は第４の平面反射鏡であり、それぞれの平面
反射鏡は、基本波を全反射して変換波としての第２高調
波を全透過する波長分離手段を備えている。２６は非線
形光学媒質としての第１のＫＴＰ結晶、２７は２６と同
じ非線形光学媒質しての第２のＫＴＰ結晶である。励起
装置１１からの光学距離が、第１のＫＴＰ結晶２６と第
２のＫＴＰ結晶２７との間および第３の平面反射鏡２３
と第４の平面反射鏡２４との間でそれぞれ等しく配置さ
れ、対称性のある構成としている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser resonator according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, 11a is the laser medium, 11b is the laser medium 1
An excitation light source that excites 1a, and 11 is an excitation device including a laser medium 11a and an excitation light source 11b. 21 is a first plane reflecting mirror, 22 is a second plane reflecting mirror, 23 is a third plane reflecting mirror, 24 is a fourth plane reflecting mirror, and each plane reflecting mirror totally reflects a fundamental wave. And a wavelength separating means for totally transmitting the second harmonic as a converted wave. 26 is a first KTP crystal as a nonlinear optical medium, and 27 is a second KTP crystal as the same nonlinear optical medium as 26. The optical distance from the excitation device 11 is between the first KTP crystal 26 and the second KTP crystal 27 and the third plane reflecting mirror 23.
And the fourth plane reflecting mirror 24 are arranged equally, respectively, and have a symmetrical configuration.
【００２９】次に動作について説明する。励起光源１１
bによりレーザ媒質１１aは励起されている。励起された
レーザ媒質１１aにより第１の反射鏡２１および第２の
反射鏡２２を介して第３の反射鏡２３と第４の反射鏡２
４との間では基本波が閉じ込められて増幅され、レーザ
発振モードを形成する。第１の反射鏡２１および第２の
反射鏡２２により反射されて、第１のＫＴＰ結晶２６お
よび第２のＫＴＰ結晶２７にそれぞれ入射する基本波の
一部は、第１のＫＴＰ結晶２６および第２のＫＴＰ結晶
２７により基本波の波長の半分である第２高調波に波長
変換されて出射する。Next, the operation will be described. Excitation light source 11
The laser medium 11a is excited by b. The third reflecting mirror 23 and the fourth reflecting mirror 2 via the first reflecting mirror 21 and the second reflecting mirror 22 by the excited laser medium 11a.
4, the fundamental wave is confined and amplified to form a laser oscillation mode. A part of the fundamental wave reflected by the first reflecting mirror 21 and the second reflecting mirror 22 and incident on the first KTP crystal 26 and the second KTP crystal 27, respectively, The second KTP crystal 27 converts the wavelength into a second harmonic, which is half the wavelength of the fundamental wave, and emits the second harmonic.
【００３０】この第２高調波は、第３の反射鏡２３およ
び第４の反射鏡２４をそれぞれ透過して取り出される。
さらに、第１のＫＴＰ結晶２６および第２のＫＴＰ結晶
２７をそれぞれ透過し第３の反射鏡２３および第４の反
射鏡２４により反射されて再び第１のＫＴＰ結晶２６お
よび第２のＫＴＰ結晶２７に入射する基本波の一部は、
同様に第１のＫＴＰ結晶２６および第２のＫＴＰ結晶２
７にそれぞれ入射して第２高調波に波長変換されて出射
する。この第２高調波は、第１の反射鏡２１および第２
の反射鏡２２をそれぞれ透過して取り出される。The second harmonic passes through the third reflecting mirror 23 and the fourth reflecting mirror 24 and is extracted.
Further, the first KTP crystal 26 and the second KTP crystal 27 are transmitted through the first KTP crystal 26 and the second KTP crystal 27, respectively, reflected by the third reflecting mirror 23 and the fourth reflecting mirror 24, and again. Part of the fundamental wave incident on
Similarly, the first KTP crystal 26 and the second KTP crystal 2
7, and is converted into a second harmonic and emitted. The second harmonic is transmitted to the first reflecting mirror 21 and the second
Are transmitted through the respective reflecting mirrors 22 and taken out.
【００３１】レーザ共振器において、(1-RF)の値はレー
ザ共振器からエネルギーを基本波として取り出す出力結
合である。(1-RF)の値が大きくなると、レーザ共振器内
部における基本波の強度は小さくなる。レーザ共振器内
部にＫＴＰ結晶をおき、全ての反射鏡を基本波に対し全
反射で第２高調波に対し全透過とすると、ＫＴＰ結晶に
おける基本波から第２高調波への変換効率が代わりにレ
ーザ共振器からエネルギーを取り出す出力結合となる。
すなわち、レーザ共振器内のＫＴＰ結晶における変換効
率が大きくなると、レーザ共振器内部における基本波の
強度は小さくなる。In the laser resonator, the value of (1-R F ) is an output coupling for extracting energy from the laser resonator as a fundamental wave. As the value of (1-R F ) increases, the intensity of the fundamental wave inside the laser resonator decreases. If a KTP crystal is placed inside the laser resonator and all the mirrors are totally reflected to the fundamental wave and totally transmitted to the second harmonic, the conversion efficiency from the fundamental wave to the second harmonic in the KTP crystal is changed instead. The output coupling takes out energy from the laser resonator.
That is, as the conversion efficiency of the KTP crystal in the laser resonator increases, the intensity of the fundamental wave in the laser resonator decreases.
【００３２】レーザ共振器内部における基本波の強度は
非常に大きく、図９に示すように基本波の強度の大きい
範囲では変換効率が飽和している。レーザ共振器内に２
つのＫＴＰ結晶２６，２７を配置することで、レーザ共
振器内部における基本波の強度の減少に比べて１つのＫ
ＴＰ結晶における変換効率の減少の割合が小さければ、
レーザ発振器全体における変換効率は大きくなる。ま
た、ＫＴＰ結晶により変換されなかった基本波を第３の
反射鏡２３および第４の反射鏡２４により再びＫＴＰ結
晶で波長変換させるため、レーザ共振器からエネルギー
を第２高調波として多く取り出すことができる。The intensity of the fundamental wave inside the laser resonator is very large, and the conversion efficiency is saturated in the range where the intensity of the fundamental wave is large as shown in FIG. 2 in the laser cavity
By arranging two KTP crystals 26 and 27, one KTP crystal 26, 27 can reduce the intensity of one KTP crystal by one KTP crystal.
If the rate of decrease in conversion efficiency in the TP crystal is small,
The conversion efficiency in the entire laser oscillator increases. Further, since the fundamental wave not converted by the KTP crystal is again converted in wavelength by the KTP crystal by the third reflecting mirror 23 and the fourth reflecting mirror 24, a large amount of energy can be extracted from the laser resonator as the second harmonic. it can.
【００３３】このとき、ＫＴＰ結晶２６，２７の基本波
吸収による温度上昇は少なく、ＫＴＰ結晶における位相
不整合量は小さくなるので、変換効率は高くなってい
る。また、第２高調波を全ての反射鏡によりＫＴＰ結晶
から出射した直後に取り出すことで、第２高調波は分散
されＫＴＰ結晶における第２高調波吸収は小さくなるの
で、ＫＴＰ結晶における光破壊の発生を防止することが
できる。At this time, since the temperature rise due to the fundamental wave absorption of the KTP crystals 26 and 27 is small and the amount of phase mismatch in the KTP crystals is small, the conversion efficiency is high. In addition, since the second harmonic is extracted immediately after the second harmonic is emitted from the KTP crystal by all the reflecting mirrors, the second harmonic is dispersed and the second harmonic absorption in the KTP crystal becomes small. Can be prevented.
【００３４】また、励起装置１１からの光学距離が、第
１と第２のＫＴＰ結晶２６，２７との間および第３と第
４の平面反射鏡２３，２４との間でそれぞれ等しく配置
され、対称性のある構成としているので、高パワーの励
起光源１１bによりレーザ媒質１１aの熱レンズが大きく
なっても第１と第２のＫＴＰ結晶２６，２７における基
本波のビーム径は等しくなる。これにより、第１と第２
のＫＴＰ結晶２６，２７に入射する基本波の強度は等し
く２つの同じＫＴＰ結晶２６，２７において均等に波長
変換されるので、光破壊しきい値以下の強度に対してで
きるだけ変換効率を高くすることができる。なお、本実
施の形態では非線形光学媒質としてＫＴＰ結晶を用いた
が、LiB3O5(LBO)結晶、β-BaB2O4(BBO)結晶、CsLiB6O10
(CLBO)結晶を用いても同様な効果が得られる。The optical distances from the excitation device 11 are equally arranged between the first and second KTP crystals 26 and 27 and between the third and fourth plane reflecting mirrors 23 and 24, respectively. Since the configuration is symmetrical, the beam diameter of the fundamental wave in the first and second KTP crystals 26 and 27 becomes equal even if the thermal lens of the laser medium 11a is increased by the high power excitation light source 11b. This allows the first and second
The intensity of the fundamental wave incident on the KTP crystals 26 and 27 is equal and the wavelength is converted equally between the two same KTP crystals 26 and 27. Therefore, the conversion efficiency should be as high as possible with respect to the intensity equal to or less than the photodisruption threshold. Can be. In this embodiment, a KTP crystal is used as the nonlinear optical medium. However, LiB 3 O 5 (LBO) crystal, β-BaB 2 O 4 (BBO) crystal, CsLiB 6 O 10
Similar effects can be obtained by using (CLBO) crystals.
【００３５】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２によるレーザ共振器を示す構成図である。図におい
て、図１に示すレーザ共振器と同一部分は同一符号を付
してその説明は省略する。新たな構成要素として、３１
は基本波の偏光方向を９０度回転させる旋光子、３２は
基本波の焦点距離を変化させるレンズとしての凹レンズ
であり、２つのレーザ媒質１１ａ間に設けられている。Embodiment 2 FIG. 2 is a configuration diagram showing a laser resonator according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same parts as those of the laser resonator shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As a new component, 31
Is a rotator that rotates the polarization direction of the fundamental wave by 90 degrees, 32 is a concave lens as a lens that changes the focal length of the fundamental wave, and is provided between the two laser media 11a.
【００３６】次に動作について説明する。励起光源１１
bによりレーザ媒質１１aは励起されている。このため、
高パワーの励起光源１１bではレーザ媒質１１aにおいて
発生熱により大きな熱複屈折および熱レンズが生ずる。
励起された２つのレーザ媒質１１aから第１の反射鏡２
１および第２の反射鏡２２を介して第３の反射鏡２３と
第４の反射鏡２４との間では基本波が全反射されてレー
ザ発振モードを形成する。Next, the operation will be described. Excitation light source 11
The laser medium 11a is excited by b. For this reason,
In the high power excitation light source 11b, a large thermal birefringence and a thermal lens are generated in the laser medium 11a due to generated heat.
From the two excited laser media 11a to the first reflecting mirror 2
The fundamental wave is totally reflected between the third reflecting mirror 23 and the fourth reflecting mirror 24 via the first and second reflecting mirrors 22 to form a laser oscillation mode.
【００３７】しかし、熱複屈折および熱レンズにより励
起光源１１ｂのパワーに対してレーザ発振モードを形成
する発振領域が小さくなり、レーザ共振器内部の基本波
の強度を十分に得られなくなる。２つのレーザ媒質１１
ａ間に旋光子３１をおいて基本波の偏光方向に依存する
熱複屈折を９０度回転させ、さらに凹レンズ３２をおい
て基本波の焦点距離を変化させて、２つのレーザ媒質１
１a間で互いに熱複屈折および熱レンズを補償する。こ
れにより、発振領域を変化させて低次のレーザ発振モー
ドを形成することで、基本波の強度を大きくしビーム品
質を向上させて位相不整合量を小さくし、ＫＴＰ結晶に
おける変換効率を高くすることができる。However, due to the thermal birefringence and the thermal lens, the oscillation region for forming the laser oscillation mode with respect to the power of the excitation light source 11b becomes small, and the intensity of the fundamental wave inside the laser resonator cannot be sufficiently obtained. Two laser media 11
The optical birefringence 31 depending on the polarization direction of the fundamental wave is rotated by 90 degrees between the optical media 31a and the focal length of the fundamental wave is varied by the concave lens 32, thereby the two laser media 1 are rotated.
The thermal birefringence and the thermal lens are compensated for each other between 1a. Thus, by changing the oscillation region to form a low-order laser oscillation mode, the intensity of the fundamental wave is increased, the beam quality is improved, the amount of phase mismatch is reduced, and the conversion efficiency in the KTP crystal is increased. be able to.
【００３８】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３によるレーザ共振器を示す構成図である。図におい
て、３３は高ピーク強度のパルス基本波を繰り返し発生
させるためのＱスイッチ素子および音響光学手段として
の音響光学素子であり、励起装置１１と第１および第２
の平面反射鏡２１，２２との間に２つ設けられている。Embodiment 3 FIG. 3 is a configuration diagram showing a laser resonator according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, reference numeral 33 denotes a Q-switch element for repeatedly generating a pulse fundamental wave having a high peak intensity and an acousto-optic element as acousto-optic means.
Are provided between the plane reflecting mirrors 21 and 22 of FIG.
【００３９】次に動作について説明する。励起光源１１
bによりレーザ媒質１１aは励起されている。励起された
２つのレーザ媒質１１aから第１の反射鏡２１および第
２の反射鏡２２を介して第３の反射鏡２３と第４の反射
鏡２４との間では基本波が全反射されてレーザ発振をす
る。このとき、音響光学素子３３により基本波を回折さ
せて光学的損失が大きくなるように、すなわちレーザ共
振器の品質因子Ｑを小さくして、レーザ発振しない状態
で高い利得すなわちレーザ媒質１１ａは励起され反転分
布の大きい値が得られるようにする。Next, the operation will be described. Excitation light source 11
The laser medium 11a is excited by b. The fundamental wave is totally reflected between the third and fourth reflecting mirrors 23 and 24 from the two excited laser media 11a via the first and second reflecting mirrors 21 and 22, and the laser is irradiated. Oscillates. At this time, the fundamental wave is diffracted by the acousto-optic element 33 so that the optical loss is increased, that is, the quality factor Q of the laser resonator is reduced, and the high gain, that is, the laser medium 11a is excited in a state where laser oscillation does not occur. A large value of the population inversion is obtained.
【００４０】反転分布が最大値に達した瞬間に、急激に
基本波の光路を通常にもどすと、レーザ媒質１１ａの利
得は発振しきい値より十分高い値になっているので、発
振の急激な立ち上がりが生じ、誘導放出により反転分布
の急激な減少が進行する。この過程を繰り返すことによ
り、レーザ媒質１１ａに励起されて蓄えられたエネルギ
ーはレーザ共振器内に光子の形に急激に変換されて、高
ピーク強度のパルス基本波を繰り返し発生させることが
できる。At the moment when the population inversion reaches the maximum value, if the optical path of the fundamental wave is suddenly returned to normal, the gain of the laser medium 11a is sufficiently higher than the oscillation threshold value. Rising occurs, and the population inversion rapidly decreases due to stimulated emission. By repeating this process, the energy excited and stored in the laser medium 11a is rapidly converted into photons in the laser resonator, and a pulse fundamental wave having a high peak intensity can be repeatedly generated.
【００４１】また、音響光学素子３３を用いることで、
高速にスイッチングを行いレーザ共振器内における基本
波の消光比を高くして、高効率で高ピーク強度のパルス
基本波を繰り返し発生させることができる。高ピーク強
度の基本波をＫＴＰ結晶２６，２７により波長変換させ
ることで、ＫＴＰ結晶２６，２７における変換効率を高
くすることができる。なお、本実施の形態ではＱスイッ
チ素子として音響光学素子３３を用いたが、電気光学素
子を用いても同様な効果が得られる。Further, by using the acousto-optical element 33,
Switching can be performed at high speed to increase the extinction ratio of the fundamental wave in the laser resonator, so that a pulse fundamental wave with high efficiency and high peak intensity can be repeatedly generated. By converting the wavelength of the fundamental wave having the high peak intensity by the KTP crystals 26 and 27, the conversion efficiency of the KTP crystals 26 and 27 can be increased. In the present embodiment, the acousto-optic device 33 is used as the Q switch device, but the same effect can be obtained by using an electro-optic device.
【００４２】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４によるレーザ共振器を示す構成図である。図におい
て、３４は基本波のビーム径を変換するビーム径変換装
置としてのテレスコープであり、第１の平面反射鏡２１
と第１のＫＴＰ結晶２６および第２の平面反射鏡２２と
第２のＫＴＰ結晶２７との間に各々設けられている。Embodiment 4 FIG. 4 is a configuration diagram showing a laser resonator according to Embodiment 4 of the present invention. In the drawing, reference numeral 34 denotes a telescope as a beam diameter conversion device for converting the beam diameter of the fundamental wave, and the first plane reflecting mirror 21
And the first KTP crystal 26 and between the second plane reflecting mirror 22 and the second KTP crystal 27.
【００４３】次に動作について説明する。励起光源１１
ｂによりレーザ媒質１１ａは励起されている。励起され
た２つのレーザ媒質１１ａから第１の反射鏡２１および
第２の反射鏡２２を介して第３の反射鏡２３と第４の反
射鏡２４との間では基本波が全反射されてレーザ発振を
する。このとき、テレスコープによりＫＴＰ結晶に入射
する基本波のビーム径を調節することで、基本波の強度
を最適化することができる。第２高調波のピーク強度を
ＫＴＰ結晶の光破壊しきい値である５０ＭＷ／ｃｍ2に
することで、ＫＴＰ結晶にグレートラッキングの発生を
防止して、変換効率を最大限にとることができる。ま
た、ＫＴＰ結晶を室温以上の高温に保持することで、吸
収量は減少し、グレートラッキングの発生を低減するこ
とができる。さらに、ＫＴＰ結晶の結晶長を短尺にする
ことで、同じ基本波のパワーにおける位相不整合量に対
しての変換効率の変動を小さくすることができ、第２高
調波が光破壊しきい値より大きくなることなく、グレー
トラッキングの発生を低減することができる。なお、上
記の形態ではビーム径変換装置としてテレスコープを用
いたが、適当な曲率を持ったレンズを用いて同様な効果
が得られる。Next, the operation will be described. Excitation light source 11
The laser medium 11a is excited by b. The fundamental wave is totally reflected between the third and fourth reflecting mirrors 23 and 24 from the two excited laser media 11 a via the first and second reflecting mirrors 21 and 22, and the laser is irradiated. Oscillates. At this time, the intensity of the fundamental wave can be optimized by adjusting the beam diameter of the fundamental wave incident on the KTP crystal by a telescope. By setting the peak intensity of the second harmonic to 50 MW / cm 2 , which is the photodisruption threshold value of the KTP crystal, the occurrence of gray tracking in the KTP crystal can be prevented, and the conversion efficiency can be maximized. In addition, by keeping the KTP crystal at a high temperature equal to or higher than room temperature, the absorption amount is reduced, and the occurrence of gray tracking can be reduced. Furthermore, by shortening the crystal length of the KTP crystal, the fluctuation of the conversion efficiency with respect to the amount of phase mismatch at the same fundamental wave power can be reduced, and the second harmonic is more than the photodisruption threshold. The occurrence of gray tracking can be reduced without increasing the size. In the above embodiment, a telescope is used as the beam diameter converter, but a similar effect can be obtained by using a lens having an appropriate curvature.
【００４４】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５によるレーザ共振器を示す構成図である。図におい
て、４１は第１の凹面反射鏡、４２は第２の凹面反射
鏡、４３は第３の凹面反射鏡、４４は第４の凹面反射鏡
であり、基本波を全反射して第２高調波を全透過する波
長分離手段と基本波のビーム径を変換するビーム径変換
手段を兼ね備えている。Embodiment 5 FIG. FIG. 5 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a fifth embodiment of the present invention. In the figure, 41 is a first concave reflecting mirror, 42 is a second concave reflecting mirror, 43 is a third concave reflecting mirror, 44 is a fourth concave reflecting mirror, which totally reflects a fundamental wave to produce a second concave reflecting mirror. It has both a wavelength separating means for transmitting all the harmonics and a beam diameter converting means for converting the beam diameter of the fundamental wave.
【００４５】次に動作について説明する。励起光源１１
bによりレーザ媒質１１aは励起されている。励起された
２つのレーザ媒質１１aから第１の凹面反射鏡４１およ
び第２の凹面反射鏡４２を介して第３の凹面反射鏡４３
と第４の凹面反射鏡４４との間では基本波が全反射され
てレーザ発振をする。このとき、第１乃至第４の凹面反
射鏡４１，４２，４３，４４によりＫＴＰ結晶２６，２
７に入射する基本波のビーム径を調節することで、基本
波の強度を最適化することができる。第２高調波のピー
ク強度をＫＴＰ結晶２６，２７の光破壊しきい値である
５０ＭＷ／ｃｍ 2にすることで、ＫＴＰ結晶２６，２７
にグレートラッキングの発生を防止して、変換効率を最
大限にとることができる。さらに、新たなビーム径変換
装置を必要としないので小型化することができる。Next, the operation will be described. Excitation light source 11
The laser medium 11a is excited by b. Excited
From the two laser media 11a to the first concave reflecting mirror 41 and
And a third concave reflecting mirror 43 via the second concave reflecting mirror 42.
And the fourth concave reflecting mirror 44, the fundamental wave is totally reflected.
Laser oscillation. At this time, the first to fourth concave surfaces are opposite.
KTP crystals 26, 2 by the mirrors 41, 42, 43, 44
By adjusting the beam diameter of the fundamental wave incident on 7,
Wave intensity can be optimized. Second harmonic peak
Is the photodisruption threshold of the KTP crystals 26 and 27.
50 MW / cm TwoThe KTP crystals 26, 27
Prevents gray tracking and minimizes conversion efficiency.
It can be taken to the limit. In addition, a new beam diameter conversion
Since no device is required, the size can be reduced.
【００４６】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６によるレーザ共振器を示す構成図である。図におい
て、５１，５２は基本波を集光するビーム集光装置とし
ての第１および第２の凸レンズであり、第１の凹面反射
鏡４１と第１のＫＴＰ結晶２６および第２の凹面反射鏡
４２と第２のＫＴＰ結晶２７との間に各々設けられてい
る。第１の凹面反射鏡４１および第２の凹面反射鏡４２
は、基本波を全反射して第２高調波を全透過する波長分
離手段と基本波を集光するビーム集光手段を兼ね備えて
いる。Embodiment 6 FIG. FIG. 6 is a configuration diagram showing a laser resonator according to Embodiment 6 of the present invention. In the figure, reference numerals 51 and 52 denote first and second convex lenses as a beam condensing device for condensing a fundamental wave. The first concave reflecting mirror 41, the first KTP crystal 26, and the second concave reflecting mirror are provided. Each is provided between 42 and the second KTP crystal 27. First concave reflecting mirror 41 and second concave reflecting mirror 42
Has both a wavelength separating means for totally reflecting the fundamental wave and transmitting the second harmonic, and a beam condensing means for condensing the fundamental wave.
【００４７】次に動作について説明する。励起光源１１
ｂによりレーザ媒質１１ａは励起されている。励起され
た２つのレーザ媒質１１ａから第１の凹面反射鏡４１お
よび第２の凹面反射鏡４２を介して、第１の凹面反射鏡
４１と第１の凸レンズ５１との間および第２の凹面反射
鏡４２と第２の凸レンズ５２との間で集光し、第３の平
面反射鏡２３と第４の平面反射鏡２４との間では基本波
が全反射されてレーザ発振をする。このとき、レーザ媒
質１１ａの第１のＫＴＰ結晶２６および第２のＫＴＰ結
晶２７に面する端面の像を第１のＫＴＰ結晶２６内およ
び第２のＫＴＰ結晶２７内に像転写することで、高パワ
ーの励起光源１１ｂによりレーザ媒質１１ａの熱レンズ
が大きくなっても第１のＫＴＰ結晶２６および第２のＫ
ＴＰ結晶２７におけるビーム径はできるだけ一定に保た
れる。これにより、熱レンズの変化により基本波のパワ
ーが大きすぎることなく、ＫＴＰ結晶におけるグレート
ラッキングの発生を防止することができる。Next, the operation will be described. Excitation light source 11
The laser medium 11a is excited by b. Between the two excited laser media 11a via the first concave reflecting mirror 41 and the second concave reflecting mirror 42, between the first concave reflecting mirror 41 and the first convex lens 51 and the second concave reflecting. The light is condensed between the mirror 42 and the second convex lens 52, and the fundamental wave is totally reflected between the third plane reflecting mirror 23 and the fourth plane reflecting mirror 24 to perform laser oscillation. At this time, the images of the end faces of the laser medium 11a facing the first KTP crystal 26 and the second KTP crystal 27 are image-transferred into the first KTP crystal 26 and the second KTP crystal 27. Even if the thermal lens of the laser medium 11a is increased by the power excitation light source 11b, the first KTP crystal 26 and the second KTP
The beam diameter at the TP crystal 27 is kept as constant as possible. This makes it possible to prevent the occurrence of gray tracking in the KTP crystal without the power of the fundamental wave being too large due to the change in the thermal lens.
【００４８】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７によるレーザ共振器を示す構成図である。図におい
て、６１は第１の平面反射鏡２１から出射した第２高調
波を集光するビーム集光手段としての第１の凸レンズ、
６２は第２の平面反射鏡２２から出射した第２高調波を
集光するビーム集光手段としての第２の凸レンズ、６３
は第３の平面反射鏡２３から出射した第２高調波を集光
するビーム集光手段としての第３の凸レンズ、６４は第
４の平面反射鏡２４から出射した第２高調波を集光する
ビーム集光手段としての第４の凸レンズ、７１は第１の
凸レンズ６１により集光された第２高調波を入力する第
１のファイバ入力装置、７２は第２の凸レンズ６２によ
り集光された第２高調波を入力する第２のファイバ入力
装置、７３は第３の凸レンズ６３により集光された第２
高調波を入力する第３のファイバ入力装置、７４は第４
の凸レンズ６４により集光された第２高調波を入力する
第４のファイバ入力装置、８１は第１のファイバ入力装
置７１からの第２高調波を伝送する光伝送手段としての
第１の光ファイバ、８２は第２のファイバ入力装置７２
からの第２高調波を伝送する光伝送手段としての第２の
光ファイバ、８３は第３のファイバ入力装置７３からの
第２高調波を伝送する光伝送手段としての第３の光ファ
イバ、８４は第４のファイバ入力装置７４からの第２高
調波を伝送する光伝送手段としての第４の光ファイバで
ある。Embodiment 7 FIG. FIG. 7 is a configuration diagram showing a laser resonator according to Embodiment 7 of the present invention. In the figure, reference numeral 61 denotes a first convex lens as a beam condensing means for condensing the second harmonic emitted from the first plane reflecting mirror 21;
62 is a second convex lens as a beam condensing means for condensing the second harmonic emitted from the second plane reflecting mirror 22, 63
Is a third convex lens as a beam condensing means for condensing the second harmonic emitted from the third plane reflecting mirror 23, and 64 is for condensing the second harmonic emitted from the fourth plane reflecting mirror 24. A fourth convex lens as a beam condensing means, 71 is a first fiber input device for inputting the second harmonic condensed by the first convex lens 61, and 72 is a first fiber input device condensed by the second convex lens 62 The second fiber input device 73 for inputting the second harmonic is a second fiber input device 73 which is focused by the third convex lens 63.
A third fiber input device for inputting harmonics,
A fourth fiber input device for inputting a second harmonic collected by the convex lens 64 of the first embodiment, and a first optical fiber 81 as an optical transmission means for transmitting the second harmonic from the first fiber input device 71 , 82 are the second fiber input device 72
83 is a third optical fiber as an optical transmission means for transmitting the second harmonic from the third fiber input device 73; Is a fourth optical fiber as an optical transmission means for transmitting the second harmonic from the fourth fiber input device 74.
【００４９】次に動作について説明する。第１乃至第４
の反射鏡２１，２２，２３，２４から出射された複数の
第２高調波は第１乃至第４の凸レンズ６１，６２，６
３，６４によりそれぞれ集光され、第１乃至第４のファ
イバ入力装置７１，７２，７３，７４で入力され第１乃
至第４の光ファイバ８１，８２，８３，８４によりまと
めて任意の場所に高効率で第２高調波を伝送させること
ができる。Next, the operation will be described. First to fourth
A plurality of second harmonics emitted from the reflecting mirrors 21, 22, 23, 24 of the first to fourth convex lenses 61, 62, 6, 6
3 and 64, respectively, and are input by the first to fourth fiber input devices 71, 72, 73 and 74, and are collectively placed at an arbitrary place by the first to fourth optical fibers 81, 82, 83 and 84. The second harmonic can be transmitted with high efficiency.
【００５０】[0050]
【発明の効果】この発明に係るレーザ共振器は、少なく
とも１つのレーザ媒質およびレーザ媒質を励起する励起
光源を有する励起装置と、励起装置から出射される基本
波の光軸上に、励起装置から互いに反対方向に出射され
た基本波をそれぞれ反射する第１および第２の反射鏡
と、第１および第２の反射鏡により反射された基本波を
それぞれ折り返し反射して励起装置を通して往復させる
第３および第４の反射鏡と、第１と第３の反射鏡との間
および第２と第４との反射鏡の間に設けられ、第１と第
３の反射鏡および第２と第４の反射鏡により反射された
基本波の一部を変換して基本波と異なる波長の変換波を
出射する第１および第２の非線形光学媒質とから成り、
第１と第３の反射鏡および第２と第４の反射鏡は、基本
波を反射すると共に第１および第２の非線形光学媒質か
ら出射された変換波を透過する波長分離手段でなる。レ
ーザ共振器内に２個の非線形光学媒質をおくことで、レ
ーザ共振器内部における基本波の強度の減少に比べて１
つの非線形光学媒質における変換効率の減少の割合が小
さければ、レーザ発振器全体における変換効率は大きく
なる。また、非線形光学媒質により変換されなかった基
本波を第３の反射鏡および第４の反射鏡により再び非線
形光学媒質で波長変換させるため、レーザ共振器からエ
ネルギーを変換波として多く取り出すことができる。こ
のとき、非線形光学媒質の基本波吸収による温度上昇は
少なく、非線形光学媒質における位相不整合量は小さく
なるので、変換効率は高くなっている。また、変換波を
全ての反射鏡により非線形光学媒質から出射した直後に
取り出すことで、変換波は分散され非線形光学媒質にお
ける変換波吸収は小さくなるので、非線形光学媒質にお
ける光破壊の発生を防止することができる。A laser resonator according to the present invention comprises: an excitation device having at least one laser medium and an excitation light source for exciting the laser medium; and an excitation device on the optical axis of a fundamental wave emitted from the excitation device. A first and a second reflecting mirror for respectively reflecting fundamental waves emitted in mutually opposite directions, and a third for reflecting the fundamental waves reflected by the first and second reflecting mirrors back and forth through the excitation device, respectively. And a fourth reflector, between the first and third reflectors, and between the second and fourth reflectors, the first and third reflectors and the second and fourth reflectors. A first and a second nonlinear optical medium that convert a part of the fundamental wave reflected by the reflecting mirror and emit a converted wave having a wavelength different from that of the fundamental wave;
The first and third reflecting mirrors and the second and fourth reflecting mirrors are wavelength separating means for reflecting the fundamental wave and transmitting the converted waves emitted from the first and second nonlinear optical media. By placing two nonlinear optical media in the laser resonator, it is possible to reduce the intensity of the fundamental wave by one in the laser resonator.
If the rate of decrease in the conversion efficiency in one nonlinear optical medium is small, the conversion efficiency in the entire laser oscillator will be large. In addition, since the fundamental wave that has not been converted by the nonlinear optical medium is again converted in wavelength by the third and fourth reflecting mirrors in the nonlinear optical medium, a large amount of energy can be extracted from the laser resonator as a converted wave. At this time, the temperature rise due to the fundamental wave absorption of the nonlinear optical medium is small, and the amount of phase mismatch in the nonlinear optical medium is small, so that the conversion efficiency is high. Also, by taking out the converted wave immediately after it is emitted from the nonlinear optical medium by all the reflecting mirrors, the converted wave is dispersed and the converted wave absorption in the nonlinear optical medium is reduced, so that the occurrence of optical destruction in the nonlinear optical medium is prevented. be able to.
【００５１】また、励起装置からの光学距離は、第１と
第２の非線形光学媒質との間および第３と第４の反射鏡
との間でそれぞれ等しく配置され対称性のある構成とさ
れている。そして、励起装置からの光学距離が、第１と
第２の非線形光学媒質との間および第３と第４の反射鏡
との間でそれぞれ等しく配置され、対称性のある構成と
しているので、第１と第２の非線形光学媒質に入射する
基本波の強度は等しくなり、２つの同じ非線形光学媒質
において均等に波長変換されるので、変換効率を高くす
ることができる。The optical distance from the excitation device is equally arranged between the first and second nonlinear optical media and between the third and fourth reflecting mirrors so as to be symmetrical. I have. Since the optical distance from the excitation device is equally arranged between the first and second nonlinear optical media and between the third and fourth reflecting mirrors, respectively, and the configuration is symmetrical. Since the fundamental waves incident on the first and second nonlinear optical media have the same intensity and are evenly wavelength-converted in the same two nonlinear optical media, the conversion efficiency can be increased.
【００５２】また、励起装置は、２個のレーザ媒質を有
し、２個のレーザ媒質間に基本波の偏光方向を９０度回
転させる旋光子を設けている。２個のレーザ媒質間に旋
光子をおいて基本波の偏光方向に依存する熱複屈折を９
０度回転させ２つのレーザ媒質間で互いに熱複屈折を補
償することにより、基本波の強度を大きくし基本波のビ
ーム品質を向上させて位相不整合量を小さくし、非線形
光学媒質における変換効率を高くすることができる。The excitation device has two laser media, and an optical rotator for rotating the polarization direction of the fundamental wave by 90 degrees is provided between the two laser media. By placing an optical rotator between two laser media, the thermal birefringence depending on the polarization direction of the fundamental wave is reduced to 9
By rotating the laser medium by 0 degrees and compensating for thermal birefringence between the two laser media, the intensity of the fundamental wave is increased, the beam quality of the fundamental wave is improved, the amount of phase mismatch is reduced, and the conversion efficiency in the nonlinear optical medium is improved. Can be higher.
【００５３】また、励起装置は、２個のレーザ媒質を有
し、２個のレーザ媒質間に基本波の焦点距離を変化させ
るレンズを少なくとも１つ設けている。２個のレーザ媒
質間にレンズをおいて基本波の焦点距離を変化させて、
２つのレーザ媒質間で互いに熱レンズを補償することに
より、基本波の強度を大きくし基本波のビーム品質を向
上させて位相不整合量を小さくして、非線形光学媒質に
おける変換効率を高くすることができる。The excitation device has two laser media, and at least one lens for changing the focal length of the fundamental wave is provided between the two laser media. By changing the focal length of the fundamental wave by placing a lens between the two laser media,
Compensating the thermal lens between two laser media to increase the intensity of the fundamental wave, improve the beam quality of the fundamental wave, reduce the amount of phase mismatch, and increase the conversion efficiency in the nonlinear optical medium Can be.
【００５４】また、励起装置と第３の反射鏡との間およ
び励起装置と第４の反射鏡との間に、高ピーク強度のパ
ルス基本波を繰り返し発生させるためのＱスイッチ素子
を少なくとも１個設けている。そのため、高ピーク強度
のパルス基本波を繰り返し発生させることができ、高ピ
ーク強度の基本波を非線形光学媒質により波長変換させ
ることで、非線形光学媒質における変換効率を高くする
ことができる。Also, at least one Q-switch element for repeatedly generating a high peak intensity pulse fundamental wave is provided between the excitation device and the third reflection mirror and between the excitation device and the fourth reflection mirror. Provided. Therefore, a pulse fundamental wave having a high peak intensity can be repeatedly generated, and by converting the wavelength of the fundamental wave having a high peak intensity using the nonlinear optical medium, the conversion efficiency in the nonlinear optical medium can be increased.
【００５５】また、Ｑスイッチ素子は、超音波により基
本波を回折させる音響光学手段を設けている。そのた
め、高速にスイッチングを行いレーザ共振器内における
基本波の消光比を高くして、高効率で高ピーク強度のパ
ルス基本波を繰り返し発生させることができる。The Q-switch element has acousto-optic means for diffracting a fundamental wave by ultrasonic waves. Therefore, high-speed switching can be performed to increase the extinction ratio of the fundamental wave in the laser resonator, and a pulse fundamental wave with high efficiency and high peak intensity can be repeatedly generated.
【００５６】また、励起装置と第３の反射鏡との間およ
び励起装置と第４の反射鏡との間に、基本波のビーム径
を変換するビーム径変換装置を設けている。そして、ビ
ーム径変換装置により非線形光学媒質に入射する基本波
のビーム径を調節することで、基本波の強度を最適化す
ることができ、変換効率を最大限にとることができる。Further, a beam diameter converter for converting the beam diameter of the fundamental wave is provided between the excitation device and the third reflection mirror and between the excitation device and the fourth reflection mirror. Then, by adjusting the beam diameter of the fundamental wave incident on the nonlinear optical medium by the beam diameter converter, the intensity of the fundamental wave can be optimized, and the conversion efficiency can be maximized.
【００５７】また、第１乃至第４の反射鏡の何れかもし
くは全ては、基本波のビーム径を変換するビーム径変換
手段を兼ね備えている。そのため、第１乃至第４の反射
鏡により非線形光学媒質に入射する基本波のビーム径を
調節することで、基本波の強度を最適化することがで
き、変換効率を最大限にとることができる。さらに、新
たなビーム径変換装置を必要としないので小型化するこ
とができる。Further, any or all of the first to fourth reflecting mirrors also have a beam diameter converting means for converting the beam diameter of the fundamental wave. Therefore, by adjusting the beam diameter of the fundamental wave incident on the non-linear optical medium by the first to fourth reflecting mirrors, the intensity of the fundamental wave can be optimized and the conversion efficiency can be maximized. . Furthermore, since a new beam diameter conversion device is not required, the size can be reduced.
【００５８】また、励起装置と第１の非線形光学媒質と
の間乃至励起装置と第２の非線形光学媒質との間の何れ
かもしくは全てに、基本波を集光するビーム集光装置を
設け、第１乃至第２の反射鏡の何れかもしくは全ては、
基本波を集光するビーム集光手段を兼ね備え、レーザ媒
質の第１乃至第２の非線形光学媒質に面する端面の像を
第１乃至第２の非線形光学媒質内の何れかもしくは全て
に像転写する。そのため、高パワーの励起光源によりレ
ーザ媒質の熱レンズが大きくなっても第１の非線形光学
媒質および第２の非線形光学媒質におけるビーム径はで
きるだけ一定に保たれる。これにより、熱レンズの変化
により基本波のパワーが大きすぎることなく、非線形光
学媒質における光破壊の発生を防止することができる。A beam condensing device for condensing a fundamental wave is provided between any one of or between the excitation device and the first nonlinear optical medium or between the excitation device and the second nonlinear optical medium. Any or all of the first and second reflecting mirrors
An image of an end face of the laser medium facing the first and second nonlinear optical media is also transferred to any or all of the first and second nonlinear optical media, also serving as a beam focusing means for focusing the fundamental wave. I do. Therefore, even if the thermal lens of the laser medium is enlarged by the high power excitation light source, the beam diameters in the first nonlinear optical medium and the second nonlinear optical medium are kept as constant as possible. Thus, it is possible to prevent the occurrence of optical destruction in the nonlinear optical medium without the power of the fundamental wave being too large due to the change of the thermal lens.
【００５９】また、第１および第２の非線形光学媒質と
して、ＫＴiＯＰＯ4結晶が用いられていると共に、ビー
ム径を調節してＫＴiＯＰＯ4結晶で変換される基本波の
半分の波長である変換波としての第２高調波の最大強度
を５０ＭＷ／ｃｍ2以下にしている。第２高調波のピー
ク強度をＫＴＰ結晶の光破壊しきい値である５０ＭＷ／
ｃｍ2にすることで、ＫＴＰ結晶にグレートラッキング
の発生を防止することができる。Further, a KTiOPO 4 crystal is used as the first and second nonlinear optical media, and a converted wave having a half wavelength of a fundamental wave converted by the KTiOPO 4 crystal by adjusting a beam diameter. The maximum intensity of the second harmonic is set to 50 MW / cm 2 or less. The peak intensity of the second harmonic is adjusted to 50 MW /
By setting the cm 2 , it is possible to prevent the occurrence of gray tracking in the KTP crystal.
【００６０】さらに、第１乃至第４の反射鏡から出射し
た複数の変換波を集光するビーム集光手段と、集光され
た変換波を伝送する光伝送手段を備えている。第１乃至
第４の反射鏡から出射された複数の第２高調波は、第１
乃至第４のビーム集光手段によりそれぞれ集光され、第
１乃至第４の光伝送手段によりまとめて任意の場所に高
効率で変換波を伝送させることができる。Further, there are provided beam condensing means for condensing a plurality of converted waves emitted from the first to fourth reflecting mirrors, and optical transmission means for transmitting the condensed converted waves. The plurality of second harmonics emitted from the first to fourth reflecting mirrors are the first harmonics.
The converted waves can be condensed by the first to fourth beam condensing units, respectively, and the converted waves can be transmitted to an arbitrary place with high efficiency by the first to fourth optical transmission units.
【図１】 この発明の実施の形態１によるレーザ共振器
を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態２によるレーザ共振器
を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a second embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の実施の形態３によるレーザ共振器
を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a third embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態４によるレーザ共振器
を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態５によるレーザ共振器
を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態６によるレーザ共振器
を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態７によるレーザ共振器
を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a laser resonator according to a seventh embodiment of the present invention.
【図８】 従来の非線形光学媒質に入射した基本波の波
長を半分にする第２高調波発生のレーザ共振器を示す構
成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a second-harmonic generation laser resonator that halves the wavelength of a fundamental wave incident on a conventional nonlinear optical medium.
【図９】 ＫＴＰ結晶における基本波の強度に対する第
２高調波への変換効率を示すグラフ図である。FIG. 9 is a graph showing the conversion efficiency to the second harmonic with respect to the intensity of the fundamental wave in the KTP crystal.
【図１０】 ＫＴＰ結晶における第２高調波光強度に対
する第２高調波の吸収率を示すグラフ図である。FIG. 10 is a graph showing an absorptance of a second harmonic with respect to a second harmonic light intensity in a KTP crystal.
１１ 励起装置、１１a レーザ媒質、１１b 励起光
源、２１ 第１の平面反射鏡（反射鏡）、２２ 第２の
平面反射鏡（反射鏡）、２３ 第３の平面反射鏡（反射
鏡）、２４ 第４の平面反射鏡（反射鏡）、２６ 第１
のＫＴＰ結晶（非線形光学媒質）、２７ 第２のＫＴＰ
結晶（非線形光学媒質）、３１ 旋光子、３２ 凹レン
ズ（レンズ）、３３ 音響光学素子（Ｑスイッチ素
子）、３４ テレスコープ（ビーム径変換装置）、４１
第１の凹面反射鏡（反射鏡、ビーム径変換手段）、４
２ 第２の凹面反射鏡（反射鏡、ビーム径変換手段）、
４３ 第３の凹面反射鏡（反射鏡、ビーム径変換手
段）、４４ 第４の凹面反射鏡（反射鏡、ビーム径変換
手段）、５１，６１ 第１の凸レンズ（ビーム集光手
段）、５２，６２ 第２の凸レンズ（ビーム集光手
段）、６３ 第３の凸レンズ（ビーム集光手段）、６４
第４の凸レンズ（ビーム集光手段）、７１ 第１のフ
ァイバ入力装置、７２ 第２のファイバ入力装置、７３
第３のファイバ入力装置、７４ 第４のファイバ入力
装置、８１ 第１の光ファイバ（光伝送手段）、８２第
２の光ファイバ（光伝送手段）、８３ 第３の光ファイ
バ（光伝送手段）、８４ 第４の光ファイバ（光伝送手
段）。11 Excitation device, 11a Laser medium, 11b Excitation light source, 21 First plane reflection mirror (reflection mirror), 22 Second plane reflection mirror (Reflection mirror), 23 Third plane reflection mirror (Reflection mirror), 24th 4 plane reflecting mirror (reflecting mirror), 26 first
KTP crystal (non-linear optical medium), 27 second KTP
Crystal (non-linear optical medium), 31 optical rotator, 32 concave lens (lens), 33 acousto-optic element (Q switch element), 34 telescope (beam diameter converter), 41
First concave reflecting mirror (reflecting mirror, beam diameter conversion means), 4
2 second concave reflecting mirror (reflecting mirror, beam diameter conversion means),
43 third concave reflecting mirror (reflecting mirror, beam diameter converting means), 44 fourth concave reflecting mirror (reflecting mirror, beam diameter converting means), 51, 61 first convex lens (beam condensing means), 52, 62 second convex lens (beam focusing means), 63 third convex lens (beam focusing means), 64
Fourth convex lens (beam focusing means), 71 first fiber input device, 72 second fiber input device, 73
Third fiber input device, 74 Fourth fiber input device, 81 First optical fiber (optical transmission means), 82 Second optical fiber (optical transmission means), 83 Third optical fiber (optical transmission means) , 84 fourth optical fiber (optical transmission means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 嘉仁 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AB12 AB27 AB40 BA02 CA02 DA01 HA18 5F072 AB20 JJ01 JJ02 JJ03 JJ06 JJ07 KK01 KK12 KK18 KK30 MM20 QQ02 SS10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yoshihito Hirano 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 2M002 AB12 AB27 AB40 BA02 CA02 DA01 HA18 5F072 AB20 JJ01 JJ02 JJ03 JJ06 JJ07 KK01 KK12 KK18 KK30 MM20 QQ02 SS10
Claims (11)
レーザ媒質を励起する励起光源を有する励起装置と、 前記励起装置から出射される基本波の光軸上に、該励起
装置から互いに反対方向に出射された該基本波をそれぞ
れ反射する第１および第２の反射鏡と、 前記第１および第２の反射鏡により反射された基本波を
それぞれ折り返し反射して前記励起装置を通して往復さ
せる第３および第４の反射鏡と、 前記第１と第３の反射鏡との間および前記第２と第４と
の反射鏡の間に設けられ、前記第１と第３の反射鏡およ
び前記第２と第４の反射鏡により反射された基本波の一
部を変換して基本波と異なる波長の変換波を出射する第
１および第２の非線形光学媒質とから成り、 前記第１と第３の反射鏡および前記第２と第４の反射鏡
は、前記基本波を反射すると共に前記第１および第２の
非線形光学媒質から出射された変換波を透過する波長分
離手段でなることを特徴とするレーザ共振器。An excitation device having at least one laser medium and an excitation light source for exciting the laser medium; and an excitation device which emits light in directions opposite to each other on an optical axis of a fundamental wave emitted from the excitation device. First and second reflecting mirrors respectively reflecting the fundamental wave, and third and fourth reflecting and returning the fundamental waves reflected by the first and second reflecting mirrors through the excitation device, respectively. And between the first and third reflecting mirrors and between the second and fourth reflecting mirrors, the first and third reflecting mirrors and the second and fourth reflecting mirrors. A first and a second non-linear optical medium that converts a part of the fundamental wave reflected by the reflecting mirror and emits a converted wave having a wavelength different from the fundamental wave, the first and third reflecting mirrors; The second and fourth reflecting mirrors are Laser resonator, characterized in that a wavelength of separating means which transmits the converted wave emitted from said first and second nonlinear optical medium while reflecting the waves.
１と第２の非線形光学媒質との間および前記第３と第４
の反射鏡との間でそれぞれ等しく配置され対称性のある
構成とされていることを特徴とする請求項１項記載のレ
ーザ共振器。2. The optical distance from the excitation device is between the first and second nonlinear optical media and the third and fourth optical media.
2. The laser resonator according to claim 1, wherein the laser resonators are arranged equally and symmetrically with respect to the reflecting mirror.
を有し、該２個のレーザ媒質間に基本波の偏光方向を９
０度回転させる旋光子を設けていることを特徴とする請
求項１または２項記載のレーザ共振器。3. The excitation device has two laser media, and sets a polarization direction of a fundamental wave between the two laser media to be nine.
3. The laser resonator according to claim 1, further comprising an optical rotator that rotates by 0 degrees.
を有し、該２個のレーザ媒質間に基本波の焦点距離を変
化させるレンズを少なくとも１つ設けていることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ共振
器。4. The apparatus according to claim 1, wherein the excitation device has two laser media, and at least one lens for changing a focal length of a fundamental wave is provided between the two laser media. Item 4. The laser resonator according to any one of Items 1 to 3.
および前記励起装置と前記第４の反射鏡との間に、高ピ
ーク強度のパルス基本波を繰り返し発生させるためのＱ
スイッチ素子を少なくとも１個設けていることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載のレーザ共振器。5. A Q for repeatedly generating a high-peak-intensity pulse fundamental wave between the excitation device and the third reflecting mirror and between the excitation device and the fourth reflecting mirror.
5. The laser resonator according to claim 1, wherein at least one switch element is provided.
本波を回折させる音響光学手段を設けていることを特徴
とする請求項５項記載のレーザ共振器。6. The laser resonator according to claim 5, wherein said Q-switch element has an acousto-optic means for diffracting a fundamental wave by an ultrasonic wave.
乃至前記励起装置と第４の反射鏡との間の何れかもしく
は全てに、基本波のビーム径を変換するビーム径変換装
置を設けていることを特徴とする特許項１乃至６のいず
れかに記載のレーザ共振器。7. A beam diameter conversion device for converting a beam diameter of a fundamental wave to any or all of between the excitation device and the third reflection mirror or between or between the excitation device and the fourth reflection mirror. The laser resonator according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
くは全ては、基本波のビーム径を変換するビーム径変換
手段を兼ね備えていることを特徴とする請求項１乃至７
のいずれかに記載のレーザ共振器。8. The apparatus according to claim 1, wherein any or all of said first to fourth reflecting mirrors also have a beam diameter converting means for converting a beam diameter of a fundamental wave.
The laser resonator according to any one of the above.
質との間乃至前記励起装置と前記第２の非線形光学媒質
との間の何れかもしくは全てに、基本波を集光するビー
ム集光装置を設け、前記第１乃至第２の反射鏡の何れか
もしくは全ては、基本波を集光するビーム集光手段を兼
ね備え、前記レーザ媒質の前記第１乃至第２の非線形光
学媒質に面する端面の像を前記第１乃至第２の非線形光
学媒質内の何れかもしくは全てに像転写することを特徴
とする請求項１乃至８のいずれかに記載のレーザ共振
器。9. A beam condensing device for condensing a fundamental wave on any or all of the space between the excitation device and the first nonlinear optical medium or between the excitation device and the second nonlinear optical medium. An apparatus is provided, and any or all of the first and second reflecting mirrors also have a beam condensing means for condensing a fundamental wave, and face the first and second nonlinear optical media of the laser medium. 9. The laser resonator according to claim 1, wherein an image of the end face is image-transferred to any or all of the first and second nonlinear optical media.
として、ＫＴiＯＰＯ4結晶が用いられていると共に、ビ
ーム径を調節して前記ＫＴiＯＰＯ4結晶で変換される基
本波の半分の波長である前記変換波としての第２高調波
の最大強度を５０ＭＷ／ｃｍ2以下にしていることを特
徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のレーザ共振
器。10. A KTiOPO 4 crystal is used as the first and second nonlinear optical media, and the wavelength is adjusted to a half of a fundamental wave converted by the KTiOPO 4 crystal by adjusting a beam diameter. 10. The laser resonator according to claim 1, wherein the maximum intensity of the second harmonic as a converted wave is set to 50 MW / cm 2 or less.
た複数の前記変換波を集光するビーム集光手段と、集光
された前記変換波を伝送する光伝送手段を備えているこ
とを特徴とする請求項１乃至１０項のいずれかに記載の
レーザ共振器。11. A beam condensing means for condensing the plurality of converted waves emitted from the first to fourth reflecting mirrors, and an optical transmission means for transmitting the condensed converted waves. The laser resonator according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013007A JP2000216465A (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Laser resonator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11013007A JP2000216465A (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Laser resonator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000216465A true JP2000216465A (en) | 2000-08-04 |
Family
ID=11821126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11013007A Pending JP2000216465A (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Laser resonator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000216465A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001320114A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Inst Of Physical & Chemical Res | Laser resonator |
| WO2002097527A1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Optical wavelength conversion method, optical wavelength conversion system, program and medium, and laser oscillation system |
| JP2008504671A (en) * | 2004-05-14 | 2008-02-14 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | Multi-output harmonic laser and method of using the same |
| JP2009042600A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Seiko Epson Corp | Light source device, illuminating device, monitoring device, image display device and method for controlling light source device |
| JP2009238983A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Ihi Corp | Laser resonator |
| US7936804B2 (en) | 2006-12-11 | 2011-05-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Solid state laser and wavelength conversion laser |
| JP2011215540A (en) * | 2010-04-02 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Wavelength conversion device and wavelength conversion laser device using the same |
| US8374206B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-02-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Combining multiple laser beams to form high repetition rate, high average power polarized laser beam |
| JP2014517514A (en) * | 2011-05-09 | 2014-07-17 | トルンプフ レーザー マーキング システムズ アクチエンゲゼルシャフト | Laser resonator for forming a frequency converted laser beam |
-
1999
- 1999-01-21 JP JP11013007A patent/JP2000216465A/en active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001320114A (en) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Inst Of Physical & Chemical Res | Laser resonator |
| JP4613272B2 (en) * | 2000-05-10 | 2011-01-12 | 独立行政法人理化学研究所 | Laser resonator and adjustment method thereof |
| WO2002097527A1 (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Optical wavelength conversion method, optical wavelength conversion system, program and medium, and laser oscillation system |
| US7227680B2 (en) | 2001-05-25 | 2007-06-05 | Mitsubishi Materials Corporation | Optical wavelength conversion method, optical wavelength conversion system, program and medium, and laser oscillation system |
| JP2008504671A (en) * | 2004-05-14 | 2008-02-14 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | Multi-output harmonic laser and method of using the same |
| US7936804B2 (en) | 2006-12-11 | 2011-05-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Solid state laser and wavelength conversion laser |
| JP2009042600A (en) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Seiko Epson Corp | Light source device, illuminating device, monitoring device, image display device and method for controlling light source device |
| JP2009238983A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Ihi Corp | Laser resonator |
| US8374206B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-02-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Combining multiple laser beams to form high repetition rate, high average power polarized laser beam |
| JP2011215540A (en) * | 2010-04-02 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | Wavelength conversion device and wavelength conversion laser device using the same |
| JP2014517514A (en) * | 2011-05-09 | 2014-07-17 | トルンプフ レーザー マーキング システムズ アクチエンゲゼルシャフト | Laser resonator for forming a frequency converted laser beam |
| US9362704B2 (en) | 2011-05-09 | 2016-06-07 | Trumpf Laser Marking Systems Ag | Laser resonator for generating frequency-converted laser radiation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Driscoll et al. | Efficient second-harmonic generation in KTP crystals | |
| CN107046222B (en) | Inner cavity optical parametric oscillator for realizing similar dual-wavelength output | |
| Ostermeyer et al. | Quasi-continuous-wave birefringence-compensated single-and double-rod Nd: YAG lasers | |
| US3530301A (en) | Nonlinear optical devices employing optimized focusing | |
| JP2006156677A (en) | Solid state laser oscillator | |
| JP2000216465A (en) | Laser resonator | |
| Qian et al. | 2 W single-frequency, low-noise 509 nm laser via single-pass frequency doubling of an ECDL-seeded Yb fiber amplifier | |
| CN103199427B (en) | Intracavity single-resonance optical parametric oscillator | |
| US6807210B2 (en) | Systems and a method for generating blue laser beam | |
| JPH1093182A (en) | Frequency conversion solid-state laser, frequency-doubling solid-state laser device, and frequency conversion coupling resonance cavity | |
| US5696780A (en) | Frequency conversion system | |
| Wang et al. | Broadband tunable single-frequency Nd: YVO 4/LBO green laser with high output power | |
| Zhu et al. | High-efficiency intracavity Nd: YVO 4\KTA optical parametric oscillator with 3.6 W output power at 1.53 μm | |
| JP2008511182A (en) | Injection-locked high power laser system | |
| Chen et al. | Single-mode oscillation of compact fiber-coupled laser-diode-pumped Nd: YVO/sub 4//KTP green laser | |
| US3548199A (en) | Parametric devices utilizing ba2nanb5o15 | |
| Wang et al. | Determination of the thermal lens of a PPKTP crystal based on thermally induced mode-mismatching | |
| CN110797740B (en) | Intermediate infrared laser based on difference frequency of alkali metal laser | |
| Jiang et al. | Synchronously pumped femtosecond optical parametric oscillator based on an improved pumping concept | |
| Agate et al. | Portable ultrafast blue light sources designed with frequency doubling in KTP and KNbO/sub 3 | |
| Agnesi et al. | Efficient all-solid-state tunable source based on a passively Q-switched high-power Nd: YAG laser. | |
| JP3197820B2 (en) | Solid-state laser device | |
| US7715452B2 (en) | Intracavity wavelength conversion solid-state laser generator | |
| JP2003258341A (en) | Linear polarized fiber laser and second harmonic output resonator structure | |
| WO2021006236A1 (en) | Laser device |