JP2000299520A - レーザ発振器 - Google Patents

レーザ発振器

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JP2000299520A
JP2000299520A JP10941299A JP10941299A JP2000299520A JP 2000299520 A JP2000299520 A JP 2000299520A JP 10941299 A JP10941299 A JP 10941299A JP 10941299 A JP10941299 A JP 10941299A JP 2000299520 A JP2000299520 A JP 2000299520A
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JP
Japan
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light
harmonic
wavelength
laser
fundamental
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JP10941299A
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English (en)
Inventor
Yasuyuki Nagasawa
泰之 長沢
Osamu Noda
修 野田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非線形結晶から発生する高調波のレーザ媒質
への入射を防ぐと共に、基本波レーザ光の発振の安定
化、レーザ光より基本波光成分を除去するためのダンパ
光学系装置を不要とし小型化を図る。 【解決手段】 全反射鏡と出力鏡との間に配置されるレ
ーザ触媒と、同レーザ媒質を励起し基本波波長光を発生
させる励起源と、前記レーザ媒質と出力鏡との間に配置
され基本波波長光を高調波波長光に変換する非線形結晶
とを備え、前記非線形結晶の基本波波長光を透過させ高
調波波長光を反射するコーティングを施すと共に、前記
出力鏡に基本波波長光を全反射し高調波波長光を透過す
るコーティングを施す。上記非線形結晶の上流に基本波
波長光を投射する反射鏡Aを設け、上記レーザ媒質の下
流にレーザ媒質よりの基本波波長光を前記反射鏡Aに転
射する反射鏡Bとを備え、前記反射鏡A又は反射鏡Bの
少なくともいずれか一方に高調波波長光を透過するコー
ティングを施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ微細加工機
やレーザ露光装置等に適用するレーザ発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に従来のレーザ発振器を説明する正
面図を示す。短波長レーザ光を得る手段として、非線形
結晶を用い、高調波変換を行う手法がある。例えばN
d:YAGレーザ発振器では、レーザ媒質15であるY
AG結晶から出力された赤外レーザ光(波長1.064μ
m)を非線形結晶を用いることにより、第2高調波(波
長0.532μm)、更に第4高調波(波長0.266μ
m)と短波長レーザ光として出力するようにしたものが
ある。
【0003】図3において、レーザ媒質15は共振器を
形成する全反射鏡16と出力鏡17間に配置される。ラ
ンプまたは半導体レーザである、励起源14により、レ
ーザ媒質15を励起することにより、基本波長光が生じ
る。基本波光は、全反射鏡16と出力鏡17からなる共
振器内部で往復し、共振増幅される。高調波光を効率よ
く発生させるために非線形結晶18が全反射鏡16と出
力鏡17からなる共振器中にレーザ媒質15と同じ光軸
に配置される。非線形結晶18に入射して基本波光は1
部が高調波光に変換され、出力鏡17から取り出され
る。
【0004】出力鏡17から出射した高調波光の光軸に
非線形結晶19を配置することにより、高調波光を更に
高次高調波に変換することができる。通常、出力鏡17
からは高調波光と共に基本波光も出射される。この時、
基本波光が非線形結晶19に入射すると、非線形結晶1
9に発熱が生じ、高次高調波光への変換が不安定にな
る。これを避けるために、出力鏡17と非線形結晶19
の間にダクロイックミラー20を配置し、基本波光のみ
を反射し、非線結晶19に基本波光が入射しないように
する。反射された基本波光はダンパ21で吸収される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した、従来技術に
は次のような課題がある。高調波発生効率を上げるため
に、共振器内に非線結晶を配置している。この場合、非
線形結晶から発生する高調波光はレーザ媒質にも入射す
る。その結果、基本波レーザ光の発振が不安定になり波
長変換された高調波・高次高調波光が不安定になるとい
う問題がある。また、出力鏡17より取り出されたレー
ザ光より基本波光成分を除去するためのダンパ光学系は
レーザ発振器の大型化という問題を生じる。
【0006】本発明は、このような事情に鑑み、非線形
結晶から発生する高調波光のレーザ媒質への入射を防ぐ
と共に基本波レーザ光の発振の安定化、レーザ光より基
本波光成分を除去するためのダンパ光学系装置を不要と
し小型化を図ったレーザ発振器を提供することを目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明
は、全反射鏡と出力鏡との間に配置されるレーザ媒質
と、同レーザ媒質を励起し基本波波長光を発生させる励
起源と、前記レーザ媒質と出力鏡との間に配置され基本
波波長光を高調波波長光に変換する非線形結晶とを備
え、前記非線形結晶に基本波波長光を透過させ高調波波
長光を反射するコーティングを施すと共に、前記出力鏡
に基本波波長光を全反射し高調波波長光を透過するコー
ティングを施したものである。請求項2の発明は、上記
非線形結晶の上流に基本波波長光を投射する反射鏡Aを
設け、反射鏡Aを設け、上記レーザ媒質の下流にレーザ
媒質よりの基本波波長光を前記反射鏡Aに転射する反射
鏡Bとを具え、前記反射鏡A又は反射鏡Bの少なくとも
いずれか一方に高調波波長光を透過するコーティングを
施したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図1及び図2に基づいて本
発明に係るレーザ発振器の実施の形態を詳細に説明す
る。図1のものは、基本波波長光を透過させ、高調波波
長光を反射するコーティング6を施した非線形結晶5共
振器12内に配置し、共振器の出力鏡4に基本波光λ1
を全反射し、高調波光λ2を透過するコーティング(誘
電体多層膜コーティング)7を施した構成である。
【0009】図1において、レーザ媒質2は共振器12
を形成する全反射鏡3と出力鏡4間に配置される。出力
鏡4に基本波光λ1を全反射し、高調波光をλ2を透過す
るコーティング7を施している。ランプまたは半導体レ
ーザである、励起源1により、レーザ媒質2を励起する
ことにより、基本波光λ1が生じる。基本波光λ1は、全
反射鏡3から出力鏡4までの共振器12内部で往復し、
共振増幅される。
【0010】高調波を効率よく発生させるために非線形
結晶5が全反射鏡3から出力鏡4までの共振器12中に
レーザ媒質2と同じ光軸に配置される。非線形結晶5の
基本波光入射面には、基本波波長光λを透過させ、高
調波波光λ2を反射するコーティング6を施している。
非線形結晶5に入射した基本波光λ1は1部が高調波に
変換され、出力鏡4から取り出される。高調波光λ
高調波の光軸に配置された非線形結晶8に入射し、高次
高調波λ4に変換される。
【0011】図1に示すように、非線形結晶5の基本波
光入射面には、基本波波長の光λを透過させ、高調波
波長光の光を反射するコーティング6を施している。こ
れにより、発生した高調波光λ2は出力鏡4の方向のみ
に伝搬し、レーザ媒質2に高調波光が入射することは無
い。出力鏡4には基本波光を全反射し、高調波光λ2
透過するコーティング7を施しているため、高調波光λ
2のみが出射される。そのため、非線形結晶8に基本波
λ1が入射しない。
【0012】図1のものは、非線形結晶5等を共振器内
に配置し、基本波光λ1を光調波λ2に変換する非線形結
晶の基本波入射面に基本波波長の光λ1を透過させ、高
調波波長光λ2を反射するコーティングを同結晶5に施
したものである。これにより、非線形結晶5で発生した
高調波光λ2がレーザ媒体2に入射して、レーザ発振を
不安定にするという従来技術の問題を解決できる。ま
た、基本波光λ1は共振器12外に伝搬しないため、従
来必要であった、ダイクロイックミラー、ダンパーが不
要となり、レーザ装置の小型化も容易となる。
【0013】図2は本発明による他のレーザ発振器を示
し、全反射鏡3から出力鏡4までの共振器13内に反射
鏡10、反射鏡11を配置して光軸を折り返すことによ
り、レーザ媒体2と非線形結晶5を平行に配置し、共振
器の出力鏡4に基本波光λ1を全反射し、高調波光λ2
透過するコーティング7を施した構成である。
【0014】図2において、全反射鏡3から出力鏡4ま
での共振器13内には反射鏡B9及び反射鏡A10が配
置され、平行光軸を形成する。レーザ媒質2は全反射鏡
3と反射鏡A10間に配置される。出力鏡4に基本波光
λ1を全反射し、高調波光λ2を透過するコーティング7
を施している。ランプまたは半導体レーザである、励起
源1により、レーザ媒質2を励起することにより、基本
波光λ1が生じる。基本波光λ2は、全反射鏡3から出力
鏡4までの共振器13内部で往復し、共振増幅される。
【0015】高調波光を高率よく発生させるために非線
形結晶5が反射鏡A10から出力鏡4までの共振器13
中にレーザ媒質2と平行な光軸に配置される。反射鏡A
10の反射面には、基本波長光λ1を反射させ、高調波
波長光λ2を透過するコーティング11を施しているの
で、高調波波長光λ2′がレーザ媒質2に入射しない。
非線形結晶5に入射した基本波光λ1は1部が高調波に
変換され、出力鏡4から取り出される。高調波光λ2
高調波光の光軸に配置された非線形結晶8に入射し、高
次高調波光λ4に変換される。
【0016】図2の示すように、反射鏡A10の反射面
には、基本波波長光λ1を反射させ、高調波波長光λ2
透過するコーティング11を施している。これにより、
発生した高調波光λ2で反射鏡A10に向かうものは反
射鏡A10を透過し、共振器13外に伝搬し、レーザ媒
質2に高調波λ2が入射することは無い。出力鏡4には
基本波光λ1を全反射し、高調波光λ2を透過するコーテ
ィング7を施しているため、高調波光λ2のみが出射さ
れる。そのため、非線形結晶8に波光λ1が入射しな
い。なお、上記コーティング11は、反射鏡Bにも施し
てもよく、少なくともいずれか一方の反射鏡に施せばよ
い。
【0017】図2のもなは、共振器13に2枚の反射鏡
3、4を配置し、共振器13内の光軸を折り返し、平行
光軸を形成したもので、各光軸にそれぞれ、レーザ媒質
2と非線形結晶5を配置することにより、非線形結晶5
で発生した高調波光λ2がレーザ媒質2に入射して、レ
ーザ発振を不安定にするという従来の技術の問題を解決
できる。また、基本波光λ1は共振器13外に伝搬しな
いため、従来必要であった、ダイクロイックミラー、ダ
ンパーが不要となり、レーザ装置の小型化も容易とな
る。
【0018】
【発明の効果】本発明によるレーザ発振器は、全反射鏡
と出力鏡との間に配されるレーザ媒質と、同レーザ媒質
を励起し基本波波長光を発生させる励起源と、前記レー
ザ媒質と出力鏡との間に配置され基本波波長光を高調波
波長光に変換する非線形結晶とを具え、前記非線形結晶
に基本波波長光を透過させ高調波波長光を反射するコー
ティングを施したので、発生した高調波波長光は出力鏡
の方向のみに伝搬し、レーザ媒質に高調波波長光が入射
することは無い。さらに、前記出力鏡に基本波波長光を
全反射し高調波波長光を透過するコーティングを施して
いないので、出力鏡よりは高調波波長光のみが出射さ
れ、そのため、非線形結晶に基本波波長光が入射しな
い。これにより、非線形結晶で発生した高調波波長光が
レーザ媒体に入射して、レーザ発振を不安定にするとい
う従来技術の問題を解決できる。また、基本波波長光は
共振器外に伝搬しないため、従来必要であった、ダイク
ロイックミラー、ダンパーが不要となり、レーザ装置の
小型化も容易となる。
【0019】又、上記非線形結晶の上流に基本波波長光
を投射する反射鏡Aを設け、上記レーザ媒質の下流にレ
ーザ媒質よりの基本波波長光を前記反射鏡Aに転射する
反射鏡Bとを具え、前記反射鏡A又は反射鏡Bの少なく
ともいずれか一方に高調波波波長光を透過するコーティ
ングを施したので、発生した高調波波光で反射鏡Aに向
かうものは反射鏡Bを透過し、反射鏡Bに向かうものは
反射鏡Aを透過するので、共振器外に伝搬してレーザ媒
質に高調波波長光が入射することは無い。出力鏡には基
本波波長光を全反射し、高調波波長光を透過するコーテ
ィングを施しているため、高調波波長光のみが出射され
る。そのため、非線形結晶に基本波長光が入射しない。
又、本発明は共振器内に2枚の反射鏡ABを配置し、共
振器内の光軸を折り返し、平行光軸を形成し、各光軸に
それぞれ、レーザ媒体と事線形結晶を配置することによ
り、非線形結晶で発生した高調波波長光がレーザ媒体に
入射して、レーザ発振を不安定にするという従来技術の
問題を解決できる。また、基本波波長光は共振器外に伝
搬しないため、従来必要であった、ダイクロイックミラ
ー、ダンパーが不要となり、レーザ装置の小型化も容易
となる。
【0020】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るレーザ発振器を示す
正面図である。
【図2】本発明の第2実施例に係るレーザ発振器を示す
正面図である。
【図3】従来のレーザ発振器を示す正面図である。
【符号の説明】
1 励起源 2 レーザ媒体 3 全反射鏡 4 出力鏡 5 非線形結晶 6.7.11 コーティング 9 反射鏡B 10 反射鏡A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全反射鏡と出力鏡との間に配置されるレ
    ーザ媒質と、同レーザ媒質を励起し基本波波長光を発生
    させる励起源と、前記レーザ媒質と出力鏡との間に配置
    され基本波波長光を高調波波長光に変換する非線形結晶
    とを具え、前記非線形結晶に基本波波長光を透過させ高
    調波波長光を反射するコーティングを施すと共に、前記
    出力鏡に基本波波長光を全反射し高調波波長光を透過す
    るコーティングを施すことを特徴とするレーザ発振器。
  2. 【請求項2】 上記非線形結晶の上流に基本波波長光を
    投射する反射鏡Aを設け、上記レーザ触質の下流にレー
    ザ媒質よりの基本波波長光を前記反射鏡Aに転射する反
    射鏡Bとを備え、前記反射鏡A又は反射鏡Bの少なくと
    もいずれか一方に高調波波長光を透過するコーティング
    を施したことを特徴とする請求項1記載のレーザ発振
    器。
JP10941299A 1999-04-16 1999-04-16 レーザ発振器 Withdrawn JP2000299520A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date: 20060704