JP2000347235A - Solid laser device - Google Patents

Solid laser device

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JP2000347235A
JP2000347235A JP11161091A JP16109199A JP2000347235A JP 2000347235 A JP2000347235 A JP 2000347235A JP 11161091 A JP11161091 A JP 11161091A JP 16109199 A JP16109199 A JP 16109199A JP 2000347235 A JP2000347235 A JP 2000347235A
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JP
Japan
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crystal
solid
wavelength
state laser
laser device
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Withdrawn
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JP11161091A
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Japanese (ja)
Inventor
Chiaki Goto
千秋 後藤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent decrease in the output due to mismatching of phases between the wavelength converted waves exiting from a nonlinear optical crystal and then reflected by a mirror to return the optical path and the wavelength converted waves exiting from the nonlinear optical crystal to the other direction in the process of wavelength conversion of oscillated beams by the nonlinear optical crystal. SOLUTION: In this device, two kinds of wavelength converted waves 19 exit from a nonlinear optical crystal 16 in the opposite directions to each other, and the device is equipped with a mirror (consisting of, for example, the end face 13a of a solid laser medium 13) which regularly reflects the wavelength converted waves 19 exiting in one direction. In this method, at least one optical member through which the wavelength converted waves 19 pass is disposed between the nonlinear optical crystal 16 and the mirror, and the refractive index of the optical member is changed by controlling the temp. or the like of the optical member by a phase controlling part 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は波長変換機能を有す
る固体レーザ装置に関し、特に詳細には、非線形光学結
晶から一方向に出射した後にミラーで反射して折り返す
波長変換波と、非線形光学結晶から他方向に出射した波
長変換波との間の位相ずれによる出力低下を防止するよ
うにした固体レーザ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser device having a wavelength conversion function, and more particularly, to a wavelength-converted wave that is emitted from a nonlinear optical crystal in one direction and then reflected by a mirror and turned back. The present invention relates to a solid-state laser device that prevents a decrease in output due to a phase shift between a wavelength-converted wave emitted in another direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば特開昭62-189783 号に示されるよ
うに、ネオジウム(Nd)が添加された固体レーザ媒質
を半導体レーザ等から発せられた光によって励起する固
体レーザ装置が公知となっている。この種の固体レーザ
装置は基本的に、固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒
質を励起する励起源と、共振器とから構成されるもので
ある。
2. Description of the Related Art As disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-189783, a solid-state laser device for exciting a solid-state laser medium to which neodymium (Nd) is added by light emitted from a semiconductor laser or the like has been known. I have. This type of solid-state laser device basically includes a solid-state laser medium, an excitation source for exciting the solid-state laser medium, and a resonator.

【0003】この固体レーザ装置においては、より短波
長のレーザビームを得るために、共振器中を往復するレ
ーザビームの光路に非線形光学結晶を配して、該レーザ
ービームを第2高調波等に波長変換することも広く行な
われている。
In this solid-state laser device, in order to obtain a laser beam with a shorter wavelength, a nonlinear optical crystal is arranged in the optical path of the laser beam reciprocating in the resonator, and the laser beam is converted to a second harmonic or the like. Wavelength conversion is also widely performed.

【0004】この波長変換機能を有する固体レーザ装置
において、非線形光学結晶からは、図8中にA、Bで示
すように互いに反対方向に第2高調波等の波長変換波が
出射する。なおこの図8において、1が固体レーザ媒質
(レーザ結晶)、2が非線形光学結晶、3が共振器ミラ
ーである。また4は偏光制御用のブリュースタ板、5は
単一縦モード化のためのエタロンである。
In the solid-state laser device having this wavelength conversion function, a wavelength-converted wave such as a second harmonic is emitted from the nonlinear optical crystal in directions opposite to each other as indicated by A and B in FIG. In FIG. 8, 1 is a solid-state laser medium (laser crystal), 2 is a nonlinear optical crystal, and 3 is a resonator mirror. 4 is a Brewster plate for controlling polarization, and 5 is an etalon for making a single longitudinal mode.

【0005】図8の例の場合、波長変換波Aの出射方向
が出力方向であるが、それと反対方向に出射した波長変
換波Bはミラーで正反射し、波長変換波Aと重ね合わせ
て出力されるようになっている。なおこの場合上記ミラ
ーは、固体レーザ媒質1の外側端面1aに波長変換波B
に対する高反射コーティングを施すことによって形成さ
れている。
In the example shown in FIG. 8, the output direction of the wavelength-converted wave A is the output direction. The wavelength-converted wave B emitted in the opposite direction is specularly reflected by a mirror, and is superimposed on the wavelength-converted wave A and output. It is supposed to be. In this case, the above-mentioned mirror is provided with a wavelength-converted wave B on the outer end face 1a of the solid-state laser medium 1.
Is formed by applying a high-reflection coating.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に非線形光学結晶から互いに反対方向に出射した2通り
の波長変換波の一方を正反射させ、他方の波長変換波と
重ね合わせて出力する場合、それら両者の位相がずれて
互いに弱め合うこともある。そこで、この波長変換機能
を有する従来の固体レーザ装置においては、波長変換波
の出力の個体差が大きく、所望の出力が得られないもの
も高い割合で存在していた。
However, as described above, when one of the two types of wavelength-converted waves emitted in the opposite directions from the nonlinear optical crystal is specularly reflected and is output while being superimposed on the other wavelength-converted wave. In some cases, the two phases are shifted from each other and weaken each other. Therefore, in the conventional solid-state laser device having the wavelength conversion function, there is a large individual difference in the output of the wavelength-converted wave, and there is a case where a desired output cannot be obtained in a high ratio.

【0007】そこで本発明は、非線形光学結晶から一方
向に出射した後ミラーで反射して折り返す波長変換波
と、非線形光学結晶から他方向に出射した波長変換波と
の間の位相ずれによる出力低下を防止できる固体レーザ
装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an output reduction due to a phase shift between a wavelength-converted wave emitted from the nonlinear optical crystal in one direction and reflected by a mirror and turned back, and a wavelength-converted wave emitted from the nonlinear optical crystal in the other direction. It is an object of the present invention to provide a solid-state laser device capable of preventing the problem.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による固体レーザ
装置は、ミラーで反射する方の波長変換波が通過する光
学部品の屈折率を制御することにより、該波長変換波の
位相を調整可能とし、それに重ねられる波長変換波との
間の位相ずれを無くし、あるいは低減できるようにした
ものである。
A solid-state laser device according to the present invention is capable of adjusting the phase of a wavelength-converted wave by controlling the refractive index of an optical component through which the wavelength-converted wave reflected by a mirror passes. , And a phase shift between the wavelength-converted waves superimposed on the wavelength-shifted waves is eliminated or reduced.

【0009】すなわち、より具体的に本発明による固体
レーザ装置は、固体レーザ媒質と、この固体レーザ媒質
を励起する励起源と、共振器と、共振器中を往復する基
本波としてのレーザビームの光路に配されて、該レーザ
ービームを波長変換波する非線形光学結晶と、この非線
形光学結晶から互いに反対方向に出射する2通りの波長
変換波のうち、一方向に出射した波長変換波を正反射さ
せるミラーとを含む固体レーザ装置において、非線形光
学結晶と前記ミラーとの間において波長変換波が通過す
る少なくとも1つの光学部品の屈折率を制御する手段が
設けられたことを特徴とするものである。
More specifically, a solid-state laser device according to the present invention comprises a solid-state laser medium, an excitation source for exciting the solid-state laser medium, a resonator, and a laser beam as a fundamental wave reciprocating in the resonator. A nonlinear optical crystal arranged in the optical path for wavelength-converting the laser beam, and a wavelength-converted wave emitted in one direction out of two types of wavelength-converted waves emitted from the nonlinear optical crystal in opposite directions. A solid-state laser device including a mirror for controlling the refractive index of at least one optical component through which the wavelength-converted wave passes between the nonlinear optical crystal and the mirror. .

【0010】なお上記光学部品の屈折率を制御する手段
としては、例えば該光学部品の温度を制御する手段が適
用可能である。そのような温度制御手段としては、固体
レーザ媒質の温度を制御するもの等を用いることができ
る。また非線形光学結晶が、周期ドメイン反転構造を有
する領域と、周期ドメイン反転構造を持たない領域とを
有するものである場合には、上記の温度制御手段とし
て、該非線形光学結晶の温度を制御する手段を用いるこ
とも可能である。
As means for controlling the refractive index of the optical component, for example, means for controlling the temperature of the optical component is applicable. As such a temperature control means, a means for controlling the temperature of the solid-state laser medium can be used. In the case where the nonlinear optical crystal has a region having a periodic domain inversion structure and a region having no periodic domain inversion structure, the temperature control means may include a means for controlling the temperature of the nonlinear optical crystal. Can also be used.

【0011】一方、上記光学部品が電気光学効果を有す
る結晶である場合には、その屈折率を制御する手段とし
て、該結晶に電圧を印加する手段を適用することもでき
る。
On the other hand, when the optical component is a crystal having an electro-optical effect, means for applying a voltage to the crystal can be applied as means for controlling the refractive index.

【0012】なお本発明の固体レーザ装置において、非
線形光学結晶から前記一方向とは反対の方向に出射した
波長変換波と、この波長変換波と重ねられる前記正反射
した波長変換波との間の位相のずれは、±π/2以内に
収められるのが望ましい。
In the solid-state laser device according to the present invention, the wavelength conversion wave emitted from the non-linear optical crystal in the direction opposite to the one direction and the specularly reflected wavelength conversion wave superposed on the wavelength conversion wave. It is desirable that the phase shift be kept within ± π / 2.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明の固体レーザ装置においては、ミ
ラーによって折り返される方の波長変換波が通過する光
学部品の屈折率を制御する手段が設けられているので、
この屈折率を制御することにより、折り返される方の波
長変換波の位相を調整することができる。
According to the solid-state laser device of the present invention, there is provided means for controlling the refractive index of the optical component through which the wavelength-converted wave reflected by the mirror passes.
By controlling this refractive index, it is possible to adjust the phase of the wavelength converted wave that is folded back.

【0014】そうであれば、この屈折率を制御しない状
態で前記2通りの波長変換波間の位相関係がどのように
なっていても、折り返される方の波長変換波の位相を、
直接出力方向に出射する波長変換波の位相と一致させ、
あるいはそれと近い状態に調整することが可能となり、
重ね合わせ後の波長変換波の出力を十分に高めることが
できる。
If this is the case, no matter what the phase relationship between the two types of wavelength converted waves is in a state where the refractive index is not controlled, the phase of the folded wavelength converted wave is
Match the phase of the wavelength conversion wave emitted directly in the output direction,
Or it can be adjusted to a state close to it,
The output of the wavelength-converted wave after the superposition can be sufficiently increased.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実
施形態である半導体レーザ励起固体レーザ装置の側面形
状を示すものである。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a side view of a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention.

【0016】この固体レーザ装置は、励起光としてのレ
ーザビーム10を発する半導体レーザ11と、発散光である
レーザビーム10を集光する集光レンズ12と、ネオジウム
(Nd)がドープされた固体レーザ媒質であるYAG結
晶(Nd:YAG結晶)13と、このNd:YAG結晶13
の前方側つまり半導体レーザ11と反対側に配された共振
器ミラー14とを有している。
This solid-state laser device includes a semiconductor laser 11 for emitting a laser beam 10 as excitation light, a condensing lens 12 for condensing a laser beam 10 as divergent light, and a solid-state laser doped with neodymium (Nd). A YAG crystal (Nd: YAG crystal) 13 as a medium, and the Nd: YAG crystal 13
And a resonator mirror 14 arranged on the front side, that is, on the side opposite to the semiconductor laser 11.

【0017】またNd:YAG結晶13と共振器ミラー14
との間には、Nd:YAG結晶13側から順に、位相制御
部40、ブリュースタ板15、周期ドメイン反転構造を有す
る非線形光学材料である、MgOがドープされたLiN
bO3 結晶(以下、反転ドメインLN結晶と称する)1
6、光軸に対して35′傾けた石英板からなるエタロン17
が配設されている。
The Nd: YAG crystal 13 and the resonator mirror 14
Between the Nd: YAG crystal 13 side and the phase control unit 40, the Brewster plate 15, and MgO-doped LiN which is a nonlinear optical material having a periodic domain inversion structure.
bO 3 crystal (hereinafter referred to as inverted domain LN crystal) 1
6.Etalon 17 made of quartz plate tilted 35 'to the optical axis
Are arranged.

【0018】共振器ミラー14のさらに前方側には、後述
のようにして発せられる第2高調波19を一部分岐させる
部分反射ミラー25が配されている。ここで分岐された第
2高調波19は、フォトダイオード等の光検出器26によっ
て検出される。
Further on the front side of the resonator mirror 14, there is provided a partial reflection mirror 25 for partially branching a second harmonic 19 emitted as described later. The second harmonic 19 branched here is detected by a photodetector 26 such as a photodiode.

【0019】半導体レーザ11は、活性層幅が約50μmの
ブロードエリアレーザであり、波長808 nmのレーザビ
ーム10を発するものが用いられている。また集光レンズ
12は、一例として屈折率分布形レンズ(商品名:セルフ
ォックレンズ)からなり、レーザビーム10をNd:YA
G結晶13の内部で収束するように集光する。この集光レ
ンズ12と半導体レーザ11は、保持部材20に固定されてい
る。以下、この保持部材20に固定されている部分を励起
部と称する。
The semiconductor laser 11 is a broad area laser having an active layer width of about 50 μm and emits a laser beam 10 having a wavelength of 808 nm. Also condensing lens
Reference numeral 12 denotes, for example, a gradient index lens (trade name: Selfoc lens), which emits a laser beam 10 of Nd: YA.
Light is condensed so as to converge inside the G crystal 13. The condenser lens 12 and the semiconductor laser 11 are fixed to a holding member 20. Hereinafter, the portion fixed to the holding member 20 is referred to as an excitation unit.

【0020】一方、Nd:YAG結晶13から共振器ミラ
ー14までの部分は、別の保持部材21に固定されている。
以下、この保持部材21に固定されている部分を共振器部
と称する。
On the other hand, the portion from the Nd: YAG crystal 13 to the resonator mirror 14 is fixed to another holding member 21.
Hereinafter, the portion fixed to the holding member 21 is referred to as a resonator portion.

【0021】部分反射ミラー25および光検出器26は、さ
らに別の保持部材22に固定されている。以下、この保持
部材22に固定されている部分をAPC部と称する。
The partial reflection mirror 25 and the photodetector 26 are fixed to another holding member 22. Hereinafter, the portion fixed to the holding member 22 is referred to as an APC portion.

【0022】以上説明した励起部、共振器部およびAP
C部をそれぞれ保持した保持部材20、21および22は、板
状のベースプレート30上に接着され、該ベースプレート
30およびペルチェ素子31を介してパッケージベース32に
固定されている。そしてパッケージベース32には出射窓
34aを有するパッケージキャップ34が被着され、それら
両者により、外部とは気密状態を保つ空間が画成されて
いる。ペルチェ素子31から上の部分は、この空間内に収
められている。
The above-described excitation unit, resonator unit, and AP
The holding members 20, 21 and 22, each holding the C portion, are adhered on a plate-shaped base plate 30, and the base plate
It is fixed to a package base 32 via 30 and a Peltier element 31. And the emission window is on the package base 32
A package cap 34 having 34a is attached thereto, and both of them define a space that is kept airtight from the outside. The portion above the Peltier element 31 is housed in this space.

【0023】Nd:YAG結晶13は、入射したレーザビ
ーム10によってネオジウムイオンが励起されることによ
り、波長 946nmの光を発する。Nd:YAG結晶13の
入射端面13aには、波長 946nmの光は良好に反射させ
る(反射率99.9%以上)一方、波長 808nmの励起用レ
ーザビーム10は良好に透過させる(透過率93%以上)コ
ーティングが施されている。一方共振器ミラー14のミラ
ー面14aには、波長 946nmの光は良好に反射させ(反
射率99.9%以上)、下記の波長 473nmの光は透過させ
る(透過率90%以上)コーティングが施されている。
The Nd: YAG crystal 13 emits light having a wavelength of 946 nm when neodymium ions are excited by the incident laser beam 10. On the incident end face 13a of the Nd: YAG crystal 13, light having a wavelength of 946 nm is favorably reflected (reflectance is 99.9% or more), while an excitation laser beam 10 having a wavelength of 808 nm is favorably transmitted (transmittance is 93% or more). Coated. On the other hand, the mirror surface 14a of the resonator mirror 14 is provided with a coating that reflects light having a wavelength of 946 nm well (reflectance of 99.9% or more) and transmits light of the following wavelength 473 nm (transmittance of 90% or more). I have.

【0024】そこで、上記波長 946nmの光はそれに対
する高反射面となっているNd:YAG結晶端面13aと
ミラー面14aとの間に閉じ込められてレーザ発振を引き
起こし、波長 946nmのレーザビーム18が発生する。基
本波としてのこのレーザビーム18は反転ドメインLN結
晶16により、波長が1/2すなわち 473nmの第2高調
波19に変換され、共振器ミラー14からは主としてこの第
2高調波19が出射する。第2高調波19は、部分反射ミラ
ー25によって一部分岐された後、出射窓34aを透過して
パッケージキャップ34外に出射する。
Then, the light having the wavelength of 946 nm is confined between the Nd: YAG crystal end face 13a and the mirror face 14a, which is a highly reflecting surface for the light, to cause laser oscillation, and the laser beam 18 having the wavelength of 946 nm is generated. I do. The laser beam 18 as a fundamental wave is converted by the inversion domain LN crystal 16 into a second harmonic 19 having a wavelength of す な わ ち, ie, 473 nm, and the second harmonic 19 is mainly emitted from the resonator mirror 14. The second harmonic 19 is partially branched by the partial reflection mirror 25, and then passes through the exit window 34a and exits outside the package cap 34.

【0025】ここでブリュースタ板15は、波長 946nm
のレーザビーム18に対してブリュースタ角をなす向きに
配設されており、このレーザビーム18の偏光方向を制御
する。またエタロン17は厚さ0.38mmに形成されたもの
で、レーザビーム18を単一縦モード化する。
Here, the Brewster plate 15 has a wavelength of 946 nm.
The laser beam 18 is arranged at a Brewster angle and controls the polarization direction of the laser beam 18. The etalon 17 is formed to have a thickness of 0.38 mm, and converts the laser beam 18 into a single longitudinal mode.

【0026】一方、反転ドメインLN結晶16に形成され
た前述の周期ドメイン反転構造は、上記ブリュースタ板
15によって偏光方向が規定されたレーザビーム18を温度
25℃のとき効率良く第2高調波19に変換するように、ド
メイン反転部の周期が約4μmとされたものである。
On the other hand, the above-described periodic domain inversion structure formed in the inversion domain LN crystal 16 is based on the Brewster plate.
The temperature of the laser beam 18 whose polarization direction is defined by 15
The period of the domain inversion unit is set to about 4 μm so that the second harmonic 19 is efficiently converted at 25 ° C.

【0027】またNd:YAG結晶13の入射端面13aに
形成されたコーティングは、波長 473nmの第2高調波
19は良好に反射させる(反射率95%以上)ものとされて
いる。反転ドメインLN結晶16からは、出力方向つまり
共振器ミラー14側に第2高調波19が出射するとともに、
それとは反対方向つまりNd:YAG結晶13側にも第2
高調波19が出射する。この後者の方向に出射した第2高
調波19は、上記コーティングが施されたNd:YAG結
晶端面13aで正反射して折り返し、前者の方向に出射し
た第2高調波19と重ね合わされて出力する。
The coating formed on the incident end face 13a of the Nd: YAG crystal 13 is a second harmonic having a wavelength of 473 nm.
19 is designed to reflect well (with a reflectivity of 95% or more). From the inversion domain LN crystal 16, the second harmonic 19 is emitted in the output direction, that is, toward the resonator mirror 14, and
In the opposite direction, ie, on the Nd: YAG crystal 13 side, a second
The harmonic 19 is emitted. The second harmonic 19 emitted in the latter direction is specularly reflected on the coated Nd: YAG crystal end face 13a and turned back, and is superimposed on the second harmonic 19 emitted in the former direction and output. .

【0028】なお本実施形態では、共振器部に取り付け
られたサーミスタ36により共振器内の温度が検出され、
第1の温度制御回路37によりこの検出温度が所定の温度
となるようにペルチェ素子31の駆動電流が調節されて、
共振器内の温度が所定温度に維持される。
In this embodiment, the temperature inside the resonator is detected by the thermistor 36 attached to the resonator.
The drive current of the Peltier device 31 is adjusted by the first temperature control circuit 37 so that the detected temperature becomes a predetermined temperature,
The temperature in the resonator is maintained at a predetermined temperature.

【0029】また半導体レーザ11は、一般にAPC(Au
tomatic Power Control)と言われる出力一定化制御を
受ける。すなわち、APC部の部分反射ミラー25によっ
て一部分岐された第2高調波19は光検出器26によってモ
ニターされ、この光検出器26の出力はLD電流制御回路
38に入力される。LD電流制御回路38はこの出力が示す
モニター光量が一定となるように半導体レーザ11の駆動
電流を制御し、その結果、第2高調波19の出力が一定に
保たれる。
The semiconductor laser 11 is generally made of an APC (Au
Receives constant output control called tomatic power control. That is, the second harmonic 19 partially branched by the partial reflection mirror 25 of the APC unit is monitored by the photodetector 26, and the output of the photodetector 26 is output to the LD current control circuit.
Entered in 38. The LD current control circuit 38 controls the drive current of the semiconductor laser 11 so that the monitor light amount indicated by the output becomes constant, and as a result, the output of the second harmonic 19 is kept constant.

【0030】なお第2高調波19を実用に供する上では、
一般に、それと同方向に出射するレーザビーム10および
基本波としてのレーザビーム18を吸収するフィルターが
必要となるが、そのようなフィルターはAPC部に設置
してもよい。
In order to put the second harmonic 19 into practical use,
Generally, a filter that absorbs the laser beam 10 emitted in the same direction and the laser beam 18 as a fundamental wave is required, but such a filter may be provided in the APC section.

【0031】次に、Nd:YAG結晶端面13aで正反射
して折り返す第2高調波19と、直接出力方向に出射する
第2高調波19の位相を揃える点について説明する。図2
は、共振器部に配された位相制御部40の構成を詳しく示
すものであり、以下この図2も参照して説明する。位相
制御部40は、共振器部の保持部材21に固定された石英板
41と、この石英板41の上に固定された、MgOがドープ
されたLiNbO3 結晶(以下、MgO:LN結晶とい
う)42と、このMgO:LN結晶42の上に固定された金
属ブロック43と、この金属ブロック43に取り付けられた
サーミスタ44と、金属ブロック43の上に固定されたペル
チェ素子45と、このペルチェ素子45の上に固定されたヒ
ートシンク46とから構成されている。
Next, the point that the phase of the second harmonic 19 that is specularly reflected at the end face 13a of the Nd: YAG crystal and turned back and the phase of the second harmonic 19 that is emitted directly in the output direction will be described. FIG.
Shows in detail the configuration of the phase control unit 40 disposed in the resonator unit, and will be described below with reference to FIG. The phase control unit 40 is a quartz plate fixed to the holding member 21 of the resonator unit.
41, a MgO-doped LiNbO 3 crystal (hereinafter referred to as MgO: LN crystal) 42 fixed on the quartz plate 41, and a metal block 43 fixed on the MgO: LN crystal 42. The Peltier device 45 includes a thermistor 44 attached to the metal block 43, a Peltier element 45 fixed on the metal block 43, and a heat sink 46 fixed on the Peltier element 45.

【0032】上記MgO:LN結晶42は周期ドメイン反
転構造は持たないもので、長さ1mm、厚さ0.4mmに
形成されている。このMgO:LN結晶42は、反転ドメ
インLN結晶16からNd:YAG結晶13側に出射した第
2高調波19の光路に配置されている。またこのMgO:
LN結晶42は、その結晶のc軸方向が、基本波であるレ
ーザビーム18および第2高調波19の直線偏光方向と一致
する向きに配設されている。
The MgO: LN crystal 42 does not have a periodic domain inversion structure, and is formed with a length of 1 mm and a thickness of 0.4 mm. The MgO: LN crystal 42 is arranged on the optical path of the second harmonic 19 emitted from the inversion domain LN crystal 16 to the Nd: YAG crystal 13 side. This MgO:
The LN crystal 42 is arranged such that the c-axis direction of the crystal coincides with the linearly polarized light directions of the laser beam 18 and the second harmonic 19 as the fundamental waves.

【0033】MgO:LN結晶42と保持部材21との間に
配された石英板41は、熱伝導率が極めて小さいものであ
る。そこで該MgO:LN結晶42は、金属ブロック43を
介してペルチェ素子45により、共振器部の温度と独立し
て温度調節され得る。この温度調節は、MgO:LN結
晶42とほぼ同じ温度になる金属ブロック43の温度をサー
ミスタ44によって検出し、第2の温度制御回路39によ
り、この検出温度が所望値となるようにペルチェ素子45
の駆動電流を調節することによってなされる。
The quartz plate 41 disposed between the MgO: LN crystal 42 and the holding member 21 has a very low thermal conductivity. Therefore, the temperature of the MgO: LN crystal 42 can be controlled by the Peltier element 45 via the metal block 43 independently of the temperature of the resonator section. This temperature adjustment is performed by detecting the temperature of the metal block 43 at which the temperature becomes substantially the same as that of the MgO: LN crystal 42 by the thermistor 44, and by the second temperature control circuit 39, the Peltier element 45 is adjusted so that the detected temperature becomes a desired value.
This is done by adjusting the drive current.

【0034】上述のようにしてMgO:LN結晶42の温
度を変化させるとその屈折率が変わるので、該結晶42を
通過した後にNd:YAG結晶端面13aで正反射して折
り返す第2高調波19の位相が変化する。そこでこの第2
高調波19と、それに重ね合わされる第2高調波19(直接
共振器ミラー14側に出射した第2高調波19)の位相を一
致させて、それらが互いに強め合うようにし、最大の第
2高調波出力を得ることができる。
As described above, when the temperature of the MgO: LN crystal 42 is changed, its refractive index changes. Therefore, after passing through the crystal 42, the second harmonic wave 19 which is specularly reflected at the end face 13a of the Nd: YAG crystal and turned back. Changes. So this second
The phase of the harmonic 19 and the second harmonic 19 superimposed thereon (the second harmonic 19 emitted directly to the side of the resonator mirror 14) are matched so that they are strengthened with each other, and the maximum second harmonic 19 Wave output can be obtained.

【0035】なお、この最大の第2高調波出力が得られ
るようにMgO:LN結晶42の温度を制御する場合は、
前述したLD電流制御回路38による第2高調波19の出力
一定化制御(APC:Automatic Power Control)は外
しておく。そして、それに引き続いて出力一定化制御を
行なう場合には、MgO:LN結晶42の温度を、上記最
大の第2高調波出力が得られたときの温度に設定すれば
よい。
When controlling the temperature of the MgO: LN crystal 42 so as to obtain the maximum second harmonic output,
The control for keeping the output of the second harmonic 19 constant (APC: Automatic Power Control) by the LD current control circuit 38 described above is omitted. When the output stabilization control is subsequently performed, the temperature of the MgO: LN crystal 42 may be set to the temperature at which the maximum second harmonic output is obtained.

【0036】また特に本実施形態では、上記のようにし
て最大の第2高調波出力を得る他に、第2の温度制御回
路39がペルチェ素子45の駆動電流を掃引して、MgO:
LN結晶42の温度を掃引可能となっている。このとき第
2の温度制御回路39は、LD電流制御回路38から半導体
レーザ11の駆動電流値を示す信号を受けて、一定の第2
高調波出力に対して半導体レーザ駆動電流が最小となる
温度を探査する。その後第2の温度制御回路39は、Mg
O:LN結晶42の温度がこの探査した温度に保たれるよ
うにペルチェ素子45の駆動電流を制御する。
In the present embodiment, in particular, in addition to obtaining the maximum second harmonic output as described above, the second temperature control circuit 39 sweeps the drive current of the Peltier element 45 to obtain MgO:
The temperature of the LN crystal 42 can be swept. At this time, the second temperature control circuit 39 receives a signal indicating the drive current value of the semiconductor laser 11 from the LD current control circuit 38, and
The temperature at which the semiconductor laser drive current is minimized with respect to the harmonic output is searched. After that, the second temperature control circuit 39
O: The drive current of the Peltier element 45 is controlled so that the temperature of the LN crystal 42 is maintained at the detected temperature.

【0037】このようにしても、Nd:YAG結晶端面
13aで正反射して折り返す第2高調波19と、それに重ね
合わされる第2高調波19(直接共振器ミラー14側に出射
した第2高調波19)とが互いに最大強め合うように、そ
れらの位相を一致させることができる。以上の構成は、
固体レーザ装置の長期間の信頼性を確保する上で特に好
ましいものである。
Even in this case, the end face of the Nd: YAG crystal
The second harmonic 19, which is specularly reflected at 13a and turned back, and the second harmonic 19 superimposed thereon (the second harmonic 19 emitted directly to the side of the resonator mirror 14) are strengthened so as to maximize each other. The phases can be matched. The above configuration is
This is particularly preferable for securing long-term reliability of the solid-state laser device.

【0038】また上述のようにする代わりに、半導体レ
ーザ10の一定光出力に対して第2高調波出力が最大とな
るMgO:LN結晶42の温度を探査し、MgO:LN結
晶42の温度がこの探査した温度に保たれるようにペルチ
ェ素子45の駆動電流を制御しても、同様の効果が得られ
る。
Instead of the above, the temperature of the MgO: LN crystal 42 at which the second harmonic output becomes maximum with respect to the constant optical output of the semiconductor laser 10 is searched, and the temperature of the MgO: LN crystal 42 is reduced. The same effect can be obtained by controlling the drive current of the Peltier element 45 so as to maintain the detected temperature.

【0039】なお以上説明した実施形態では、位相調整
のための光学部品としてMgO:LN結晶42が用いられ
ているが、それに限らず、基本波であるレーザビーム18
および第2高調波19に対して透明な光学材料ならば、そ
の他のガラスやLiTaO3等あらゆるものが適用可能
である。ただしこの光学部品は、温度を変化させて屈折
率を変化させるので、屈折率の温度係数が大きな光学材
料からなるものが特に望ましい。また、大きな位相変化
を得る上では、他の条件を参酌して許される範囲内でよ
り長い光学部品を用いるのが望ましい。
In the embodiment described above, the MgO: LN crystal 42 is used as an optical component for phase adjustment. However, the present invention is not limited to this.
As long as the optical material is transparent to the second harmonic 19, any other glass or LiTaO 3 can be applied. However, since this optical component changes the refractive index by changing the temperature, it is particularly desirable that the optical component be made of an optical material having a large temperature coefficient of the refractive index. In order to obtain a large phase change, it is desirable to use a longer optical component within a permissible range in consideration of other conditions.

【0040】さらに本実施形態では、ペルチェ素子45に
よってMgO:LN結晶42を温度調節しているが、その
代わりにヒータを用いてもよい。また、ここではサーミ
スタ44を用いてMgO:LN結晶42を温度調節している
が、温度調節されている共振器部に対して(つまり保持
部材21に対して)MgO:LN結晶42に一定の温度差が
付くように、該MgO:LN結晶42に一定の熱量を供給
しても構わない。
Further, in this embodiment, the temperature of the MgO: LN crystal 42 is adjusted by the Peltier element 45, but a heater may be used instead. Further, here, the temperature of the MgO: LN crystal 42 is adjusted using the thermistor 44, but the MgO: LN crystal 42 is fixed to the resonator portion whose temperature is adjusted (that is, to the holding member 21). A constant amount of heat may be supplied to the MgO: LN crystal 42 so that a temperature difference is provided.

【0041】次に図3および4を参照して、本発明の第
2の実施形態について説明する。なおこれらの図におい
て、図1中の要素と同等の要素には同番号を付し、それ
らについての重複した説明は省略する(以下、同様)。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In these figures, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted (the same applies hereinafter).

【0042】図3は、本発明の第2の実施形態による半
導体レーザ励起固体レーザ装置の側面形状を示すもので
ある。この第2の実施形態においては、図1の装置で設
けられていた位相制御部40が省かれ、その代わりにMg
O:LN結晶51等からなる位相制御部50が設けられてい
る。なお図3では、共振器部の温度調節および半導体レ
ーザ11のAPC駆動に係る構成は省いてある(図4〜7
も同様)。
FIG. 3 shows a side view of a semiconductor laser-excited solid-state laser device according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the phase control unit 40 provided in the apparatus of FIG.
O: A phase control unit 50 including an LN crystal 51 and the like is provided. In FIG. 3, components relating to temperature control of the resonator unit and APC driving of the semiconductor laser 11 are omitted (FIGS. 4 to 7).
The same).

【0043】以下、図4も参照してこの位相制御部50に
ついて説明する。MgO:LN結晶51は、第1実施形態
の反転ドメインLN結晶16と同様の周期ドメイン反転構
造が形成された反転ドメイン領域51aを有するものであ
るが、さらに、この反転ドメイン領域51aよりもNd:
YAG結晶13側に非反転領域51bを有する。この非反転
領域51bは、上述のような周期ドメイン反転構造が形成
されていない領域である。
Hereinafter, the phase control unit 50 will be described with reference to FIG. The MgO: LN crystal 51 has an inversion domain region 51a in which the same periodic domain inversion structure as the inversion domain LN crystal 16 of the first embodiment is formed.
A non-inversion region 51b is provided on the YAG crystal 13 side. The non-inversion region 51b is a region where the above-described periodic domain inversion structure is not formed.

【0044】上記MgO:LN結晶51は、石英板52を介
して共振器部の保持部材21に固定されている。またMg
O:LN結晶51の上には一定量発熱するヒータ53が取り
付けられている。
The MgO: LN crystal 51 is fixed to the holding member 21 of the resonator via a quartz plate 52. Also Mg
O: A heater 53 that generates a certain amount of heat is mounted on the LN crystal 51.

【0045】この第2実施形態においては、ヒータ53が
一定量発熱することにより、MgO:LN結晶51と共振
器部との間に、つまり保持部材21との間に一定の温度差
が生じるようにしている。このようにしてMgO:LN
結晶51の温度を共振器部とは独立して所望値に設定する
ことにより、該MgO:LN結晶51の非反転領域51bの
屈折率を制御することができる。
In the second embodiment, when the heater 53 generates a certain amount of heat, a certain temperature difference is caused between the MgO: LN crystal 51 and the resonator, that is, between the MgO: LN crystal 51 and the holding member 21. I have to. Thus, MgO: LN
By setting the temperature of the crystal 51 to a desired value independently of the resonator section, the refractive index of the non-inversion region 51b of the MgO: LN crystal 51 can be controlled.

【0046】そこで、MgO:LN結晶51の反転ドメイ
ン領域51aからNd:YAG結晶13側に出射して折り返
す第2高調波19の位相を制御可能となる。そうであれ
ば、この第2高調波19と、直接共振器ミラー14側に出射
した第2高調波19の位相を一致させ、それらが互いに強
め合うよう重ね合わせて、最大の第2高調波出力を得る
ことができる。
Therefore, the phase of the second harmonic 19 emitted from the inversion domain region 51a of the MgO: LN crystal 51 toward the Nd: YAG crystal 13 and turned back can be controlled. If so, the phase of the second harmonic 19 and the phase of the second harmonic 19 emitted directly to the resonator mirror 14 are matched, and they are superposed so as to reinforce each other, so that the maximum second harmonic output is obtained. Can be obtained.

【0047】次に図5を参照して、本発明の第3の実施
形態について説明する。図5は本発明の第3実施形態に
よる半導体レーザ励起固体レーザ装置の側面形状を示す
ものである。この第3の実施形態においては、固体レー
ザ媒質としてNd:YVO4結晶63が用いられ、このN
d:YVO4 結晶63は、半導体レーザ11から射出された
波長 809nmのレーザビーム10によって励起されて波長
1064nmの光を発する。Nd:YVO4 結晶63の反転ド
メインLN結晶16側の端面63aおよび共振器ミラー14の
ミラー面14aには、波長1064nmの光を良好に反射させ
るコーティングが施されており、それらの面63aおよび
14aの間でレーザ発振が引き起こされて波長1064nmの
基本波としてのレーザビーム18が得られる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a side view of a semiconductor laser-pumped solid-state laser device according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, an Nd: YVO 4 crystal 63 is used as a solid-state laser medium.
d: The YVO 4 crystal 63 is excited by the laser beam 10 having a wavelength of 809 nm emitted from the semiconductor laser 11 and
Emit 1064nm light. The end face 63a of the Nd: YVO 4 crystal 63 on the side of the inverted domain LN crystal 16 and the mirror face 14a of the resonator mirror 14 are provided with coatings for favorably reflecting light having a wavelength of 1064 nm.
Laser oscillation is caused between 14a, and a laser beam 18 as a fundamental wave having a wavelength of 1064 nm is obtained.

【0048】このレーザビーム18は、反転ドメインLN
結晶16によって波長が1/2すなわち 532nmの第2高
調波19に変換される。Nd:YVO4 結晶63の端面63a
に形成されたコーティングはこの波長 532nmの第2高
調波19も良好に正反射させるものとされている。
This laser beam 18 has an inverted domain LN
The crystal 16 converts the wavelength into a second harmonic 19 having a wavelength of す な わ ち, ie, 532 nm. Nd: end face 63a of YVO 4 crystal 63
It is said that the coating formed in the step (1) well reflects the second harmonic 19 having a wavelength of 532 nm.

【0049】そして本実施形態においては、Nd:YV
4 結晶63とブリュースタ板15との間に位相制御部60が
設けられている。この位相制御部60は、電気光学効果を
有するLiNbO3 の結晶(以下、LN結晶という)61
と、このLN結晶61に電圧を印加する直流電源62とから
構成されている。
In this embodiment, Nd: YV
A phase control unit 60 is provided between the O 4 crystal 63 and the Brewster plate 15. The phase control unit 60 includes a LiNbO 3 crystal (hereinafter, referred to as an LN crystal) 61 having an electro-optic effect.
And a DC power supply 62 for applying a voltage to the LN crystal 61.

【0050】LN結晶61は、反転ドメインLN結晶16か
らNd:YVO4 結晶63側に出射する第2高調波19の光
路に配設されている。LN結晶61に直流電源62から電圧
が印加されると、その屈折率が印加電圧値に対応した量
変化する。したがって、このLN結晶61への印加電圧を
制御することにより該LN結晶61の屈折率を変化させ
て、そこを通過する第2高調波19の位相を制御可能とな
る。
The LN crystal 61 is disposed on the optical path of the second harmonic 19 emitted from the inversion domain LN crystal 16 to the Nd: YVO 4 crystal 63 side. When a voltage is applied to the LN crystal 61 from the DC power supply 62, the refractive index changes by an amount corresponding to the applied voltage value. Therefore, by controlling the voltage applied to the LN crystal 61, the refractive index of the LN crystal 61 is changed, and the phase of the second harmonic 19 passing therethrough can be controlled.

【0051】そこで、この第2高調波19と、直接共振器
ミラー14側に出射した第2高調波19の位相を一致させ、
それらを互いに強め合うように重ね合わせて、最大の第
2高調波出力を得ることができる。本例では、LN結晶
61の光軸方向長さを4mm、厚さを0.4mmとし、そこ
への印加電圧を100Vとした場合に、上記2通りの第2
高調波19の位相関係を互いに強め合うように調整するこ
とができた。
Therefore, the phase of the second harmonic 19 and the phase of the second harmonic 19 emitted directly to the side of the resonator mirror 14 are matched with each other.
They can be superimposed one on the other to obtain the maximum second harmonic output. In this example, the LN crystal
When the length of the 61 in the optical axis direction is 4 mm, the thickness is 0.4 mm, and the applied voltage is 100 V, the second
The phase relationship of the harmonics 19 could be adjusted to reinforce each other.

【0052】なお、電気光学効果を有する結晶としては
上記LN結晶61に限らず、例えばLiTaO3 、MgO
ドープのLiNbO3 あるいはLiTaO3 、BaTi
、ZnO、ADP、KDPの結晶等、その他あらゆ
るものが適用可能である。
The crystal having the electro-optical effect is not limited to the above-mentioned LN crystal 61, but may be, for example, LiTaO 3 , MgO.
Doped LiNbO 3 or LiTaO 3 , BaTi
Any other material such as O 3 , ZnO, ADP, and KDP crystals can be used.

【0053】次に図6を参照して、本発明の第4の実施
形態について説明する。図6は本発明の第4実施形態に
よる半導体レーザ励起固体レーザ装置の側面形状を示す
ものである。この第4の実施形態において位相制御部7
0は、保持部材21に固定された熱伝導率の小さい石英板
71と、この石英板71上に固定されたNd:YAG結晶13
と、同じく石英板71上においてNd:YAG結晶13に近
接する位置に固定されたたヒータ72とから構成されてい
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a side view of a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the phase control unit 7
0 is a quartz plate having a low thermal conductivity fixed to the holding member 21
Nd: YAG crystal 13 fixed on quartz plate 71
And a heater 72 similarly fixed on the quartz plate 71 at a position close to the Nd: YAG crystal 13.

【0054】この構成においてはヒータ72が一定量発熱
することにより、Nd:YAG結晶13と保持部材21との
間に一定の温度差が生じる。このようにNd:YAG結
晶13の温度を共振器部とは独立して所望値に設定して、
該Nd:YAG結晶13の屈折率を制御することができ
る。
In this configuration, when the heater 72 generates a certain amount of heat, a certain temperature difference occurs between the Nd: YAG crystal 13 and the holding member 21. Thus, the temperature of the Nd: YAG crystal 13 is set to a desired value independently of the resonator section,
The refractive index of the Nd: YAG crystal 13 can be controlled.

【0055】そこで、Nd:YAG結晶13を通過後にそ
の端面13aで正反射して折り返す第2高調波19の位相を
制御可能となる。そうであれば、この第2高調波19と、
直接共振器ミラー14側に出射した第2高調波19の位相を
一致させ、それらを互いに強め合うように重ね合わせ
て、最大の第2高調波出力を得ることができる。
Therefore, it is possible to control the phase of the second harmonic 19 which is reflected and reflected at its end face 13a after passing through the Nd: YAG crystal 13. If so, this second harmonic 19
The phases of the second harmonics 19 emitted directly to the resonator mirror 14 are made to coincide with each other, and they are superposed so as to reinforce each other, so that the maximum second harmonic output can be obtained.

【0056】本例では、光軸方向の長さが1mmのN
d:YAG結晶13を用い、保持部材21の温度に対してN
d:YAG結晶13の温度を+25℃に設定することによ
り、上記2通りの第2高調波19の位相関係を互いに強め
合うように調整することができた。なお、これら2通り
の第2高調波19の位相差が±π/2の場合、重ね合わせ
て出力される第2高調波の出力は最大出力の約70%に達
する。したがって、この位相差を完全にゼロとしなくて
も、±π/2以内の範囲に設定できれば、本発明の目的
は十分に達成される。
In this example, the length of N is 1 mm in the optical axis direction.
d: Using a YAG crystal 13 and N
d: By setting the temperature of the YAG crystal 13 to + 25 ° C., it was possible to adjust the two kinds of phase relations of the second harmonic 19 so as to reinforce each other. When the phase difference between these two second harmonics 19 is ± π / 2, the output of the second harmonic superimposed and output reaches about 70% of the maximum output. Therefore, if the phase difference can be set within a range of ± π / 2 without completely setting the phase difference to zero, the object of the present invention is sufficiently achieved.

【0057】なお、保持部材21とNd:YAG結晶13と
の温度差を余りにも大きく設定すると、熱歪みの影響で
共振器の調整がずれることも有り得るので、この点も考
慮してNd:YAG結晶13の温度を設定するのが望まし
い。
If the temperature difference between the holding member 21 and the Nd: YAG crystal 13 is set too large, the adjustment of the resonator may be shifted due to the influence of thermal strain. It is desirable to set the temperature of crystal 13.

【0058】次に図7を参照して、本発明の第5の実施
形態について説明する。図7は本発明の第5実施形態に
よる半導体レーザ励起固体レーザ装置の側面形状を示す
ものである。この第5実施形態において位相制御部80
は、励起部の保持部材20に固定されたヒータ81から構成
されている。またこの場合、Nd:YAG結晶13は励起
部の保持部材20に固定されている。そして保持部材20
は、熱伝導率の低いBK7ガラスからなるガラス板82を
介してベースプレート30上に固定され、励起部が共振器
部と独立した温度に設定され得るようになっている。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a side view of a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the phase control unit 80
Is composed of a heater 81 fixed to the holding member 20 of the excitation unit. In this case, the Nd: YAG crystal 13 is fixed to the holding member 20 of the excitation section. And the holding member 20
Is fixed on the base plate 30 via a glass plate 82 made of BK7 glass having a low thermal conductivity so that the temperature of the excitation unit can be set independently of that of the resonator unit.

【0059】この構成においてはヒータ81が一定量発熱
することにより、Nd:YAG結晶13と共振器部の保持
部材21との間に一定の温度差が生じる。一例として、ガ
ラス板82が厚さ0.25mm、10mm×10mmのサイズで、
ヒータ81を5Wまでの範囲で一定量発熱させた場合、共
振器部の保持部材21の温度25℃に対して、励起部の保持
部材20の温度を最高50℃までに保つことができる。それ
により、共振器部と励起部との温度差が無い場合に、前
記2通りの第2高調波19の間の位相差がどのようになっ
ていても、それらを互いに強め合うように重ね合わせ
て、最大の第2高調波出力を得ることができる。
In this configuration, the heater 81 generates a certain amount of heat, so that a certain temperature difference occurs between the Nd: YAG crystal 13 and the holding member 21 of the resonator. As an example, the glass plate 82 has a thickness of 0.25 mm, a size of 10 mm × 10 mm,
When the heater 81 generates a certain amount of heat within the range of 5 W, the temperature of the holding member 20 of the excitation unit can be maintained at a maximum of 50 ° C. with respect to the temperature of the holding member 21 of the resonator unit of 25 ° C. Thereby, when there is no temperature difference between the resonator section and the excitation section, regardless of the phase difference between the two kinds of second harmonics 19, they are superposed so as to reinforce each other. Thus, the maximum second harmonic output can be obtained.

【0060】以上、固体レーザ媒質としてNd:YAG
結晶やNd:YVO4 結晶を用いた実施形態について説
明したが、本発明における固体レーザ媒質は勿論それら
に限られるものではなく、その他例えばNd:YLF結
晶等も適用可能である。
As described above, Nd: YAG is used as the solid-state laser medium.
Although the embodiment using the crystal or the Nd: YVO 4 crystal has been described, the solid-state laser medium in the present invention is not limited to the above, and may be, for example, an Nd: YLF crystal.

【0061】また波長変換波を正反射させるミラーも、
固体レーザ媒質の後端面や前端面にコーティングを施し
てなるものに限らず、一般に知られている波長板等のそ
の他の光学部品の後端面あるいは前端面にコーティング
を施してなるものや、さらには、それらの光学部品や固
体レーザ媒質とは独立したミラーを適用することもでき
る。
A mirror for regularly reflecting the wavelength-converted wave is also provided.
Not limited to those having a coating on the rear end face or the front end face of the solid-state laser medium, but also those having a coating on the rear end face or the front end face of other optical components such as generally known wave plates, and further, Alternatively, a mirror independent of those optical components and the solid-state laser medium can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による半導体レーザ励
起固体レーザ装置を示す一部破断側面図
FIG. 1 is a partially cutaway side view showing a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の固体レーザ装置の要部を示す側面図FIG. 2 is a side view showing a main part of the solid-state laser device of FIG. 1;

【図3】本発明の第2の実施形態による半導体レーザ励
起固体レーザ装置を示す一部破断側面図
FIG. 3 is a partially cutaway side view showing a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a second embodiment of the present invention;

【図4】図3の固体レーザ装置の要部を示す側面図FIG. 4 is a side view showing a main part of the solid-state laser device of FIG. 3;

【図5】本発明の第3の実施形態による半導体レーザ励
起固体レーザ装置を示す一部破断側面図
FIG. 5 is a partially cutaway side view showing a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施形態による半導体レーザ励
起固体レーザ装置を示す一部破断側面図
FIG. 6 is a partially cutaway side view showing a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施形態による半導体レーザ励
起固体レーザ装置を示す一部破断側面図
FIG. 7 is a partially cutaway side view showing a semiconductor laser pumped solid-state laser device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来の固体レーザ装置における問題を説明する
ための説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a problem in a conventional solid-state laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザビーム(励起光) 11 半導体レーザ 12 集光レンズ 13 Nd:YAG結晶 13a Nd:YAG結晶の端面 14 共振器ミラー 14a 共振器ミラーのミラー面 15 ブリュースタ板 16 反転ドメインLN結晶 17 エタロン 18 固体レーザビーム(基本波) 19 第2高調波 20、21、22 保持部材 25 部分反射ミラー 26 光検出器 30 ベースプレート 31 ペルチェ素子 32 パッケージベース 34 パッケージキャップ 36 サーミスタ 37 第1の温度制御回路 38 LD電流制御回路 39 第2の温度制御回路 40 位相制御部 41 石英板 42 MgO:LN結晶 43 金属ブロック 44 サーミスタ 45 ペルチェ素子 46 ヒートシンク 50 位相制御部 51 MgO:LN結晶 51a MgO:LN結晶の反転ドメイン領域 51b MgO:LN結晶の非反転領域 52 石英板 53 ヒータ 60 位相制御部 61 LN結晶 62 直流電源 63 Nd:YVO4 結晶 70 位相制御部 71 石英板 72 ヒータ 80 位相制御部 81 ヒータ 82 ガラス板10 Laser beam (excitation light) 11 Semiconductor laser 12 Condensing lens 13 Nd: YAG crystal 13a End face of Nd: YAG crystal 14 Resonator mirror 14a Mirror surface of resonator mirror 15 Brewster plate 16 Inverted domain LN crystal 17 Etalon 18 Solid Laser beam (fundamental wave) 19 Second harmonic 20, 21, 22 Holding member 25 Partial reflection mirror 26 Photodetector 30 Base plate 31 Peltier device 32 Package base 34 Package cap 36 Thermistor 37 First temperature control circuit 38 LD current control Circuit 39 Second temperature control circuit 40 Phase control unit 41 Quartz plate 42 MgO: LN crystal 43 Metal block 44 Thermistor 45 Peltier element 46 Heat sink 50 Phase control unit 51 MgO: LN crystal 51 a MgO: Inversion domain region of LN crystal 51 b MgO : Non-inverting region of LN crystal 52 Quartz plate 53 Heater 60 Phase controller 61 LN crystal 62 DC power 63 Nd: YVO 4 crystal 70 phase controller 71 quartz plate 72 heater 80 phase controller 81 heater 82 glass plates

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H079 AA02 AA06 AA12 BA03 CA24 DA03 KA14 KA18 KA20 2K002 AB12 AB27 CA03 DA01 FA27 HA20 5F072 AB02 AB13 FF09 JJ04 JJ05 KK02 KK08 KK12 KK15 KK30 PP07 QQ02 SS01 TT12 TT29 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H079 AA02 AA06 AA12 BA03 CA24 DA03 KA14 KA18 KA20 2K002 AB12 AB27 CA03 DA01 FA27 HA20 5F072 AB02 AB13 FF09 JJ04 JJ05 KK02 KK08 KK12 KK15 KK30 PP07 QQ02 SS01 TT01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体レーザ媒質と、 この固体レーザ媒質を励起する励起源と、 共振器と、 共振器中を往復する基本波としてのレーザビームの光路
に配されて、該レーザービームを波長変換波する非線形
光学結晶と、 この非線形光学結晶から互いに反対方向に出射する2通
りの波長変換波のうち、一方向に出射した波長変換波を
正反射させるミラーとを含む固体レーザ装置において、 前記非線形光学結晶と前記ミラーとの間において波長変
換波が通過する少なくとも1つの光学部品の屈折率を制
御する手段が設けられたことを特徴とする固体レーザ装
置。
1. A solid-state laser medium, an excitation source for exciting the solid-state laser medium, a resonator, and an optical path of a laser beam as a fundamental wave reciprocating in the resonator, for wavelength conversion of the laser beam A solid-state laser device comprising: a nonlinear optical crystal that oscillates; and a mirror that regularly reflects a wavelength-converted wave emitted in one direction among two types of wavelength-converted waves emitted from the nonlinear optical crystal in directions opposite to each other. A solid-state laser device provided with means for controlling a refractive index of at least one optical component through which the wavelength-converted wave passes between the optical crystal and the mirror.
【請求項2】 前記屈折率を制御する手段が、前記光学
部品の温度を制御する温度制御手段からなることを特徴
とする請求項1記載の固体レーザ装置。
2. The solid-state laser device according to claim 1, wherein said means for controlling the refractive index comprises temperature control means for controlling the temperature of said optical component.
【請求項3】 前記温度制御手段が、前記固体レーザ媒
質の温度を制御するものであることを特徴とする請求項
2記載の固体レーザ装置。
3. The solid-state laser device according to claim 2, wherein said temperature control means controls the temperature of said solid-state laser medium.
【請求項4】 前記非線形光学結晶が、周期ドメイン反
転構造を有する領域と、周期ドメイン反転構造を持たな
い領域とを有するものであり、 前記温度制御手段がこの非線形光学結晶の温度を制御す
るものであることを特徴とする請求項2記載の固体レー
ザ装置。
4. The nonlinear optical crystal has a region having a periodic domain inversion structure and a region having no periodic domain inversion structure, wherein the temperature control means controls the temperature of the nonlinear optical crystal. The solid-state laser device according to claim 2, wherein
【請求項5】 前記光学部品が電気光学効果を有する結
晶であり、 前記屈折率を制御する手段が、この電気光学効果を有す
る結晶に電圧を印加するものであることを特徴とする請
求項1記載の固体レーザ装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the optical component is a crystal having an electro-optic effect, and the means for controlling the refractive index applies a voltage to the crystal having the electro-optic effect. The solid-state laser device as described in the above.
【請求項6】 前記非線形光学結晶から前記一方向とは
反対の方向に出射した波長変換波と、この波長変換波と
重ね合わせられる前記正反射した波長変換波との間の位
相差が±π/2以内となっていることを特徴とする請求
項1から5いずれか1項記載の固体レーザ装置。
6. A phase difference between a wavelength-converted wave emitted from the nonlinear optical crystal in a direction opposite to the one direction and the specularly reflected wavelength-converted wave superimposed on the wavelength-converted wave is ± π. The solid-state laser device according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio is within / 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012118333A (en) * 2010-12-01 2012-06-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Wavelength conversion element

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