JP2001027771A - 光波長変換器 - Google Patents
光波長変換器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポンプレーザ光と波長変換された光とのモー
ド径が異なることによって生ずる変換効率の低下を防
ぎ、波長変換の効率を向上可能な光波長変換器を提供す
る。 【解決手段】 光パラメトリック発振器は反射鏡１と、
反射鏡１の曲率半径とは異なる曲率半径の反射鏡２と、
波長変換用結晶３とから構成されている。これら反射鏡
１，２の２面を異なる曲率半径で研磨し、反射鏡１はポ
ンプレーザ光１０１に対して高い反射率を有するような
コーティングを行い、反射鏡２は波長変換した光１０２
に対して高い反射率を有するようなコーティングを行っ
ている。
ド径が異なることによって生ずる変換効率の低下を防
ぎ、波長変換の効率を向上可能な光波長変換器を提供す
る。 【解決手段】 光パラメトリック発振器は反射鏡１と、
反射鏡１の曲率半径とは異なる曲率半径の反射鏡２と、
波長変換用結晶３とから構成されている。これら反射鏡
１，２の２面を異なる曲率半径で研磨し、反射鏡１はポ
ンプレーザ光１０１に対して高い反射率を有するような
コーティングを行い、反射鏡２は波長変換した光１０２
に対して高い反射率を有するようなコーティングを行っ
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光波長変換器に関
し、特にレーザ光等を非線形光学効果によって光の位相
整合条件に合致した別の波長の光を得るための光パラメ
トリック発振器に関する。
し、特にレーザ光等を非線形光学効果によって光の位相
整合条件に合致した別の波長の光を得るための光パラメ
トリック発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光波長変換器としては、レーザ光
等を非線形光学効果を有する結晶にある角度で入射させ
た場合、光の位相整合条件に合致した別の波長の光が得
られる「光パラメトリック効果」を利用してレーザ光の
波長を変換する光パラメトリック発振器がある。この光
パラメトリック発振器においては、結晶に入射する角度
や結晶の温度を変更すること等によって所要の波長の光
が得られることが特徴である。
等を非線形光学効果を有する結晶にある角度で入射させ
た場合、光の位相整合条件に合致した別の波長の光が得
られる「光パラメトリック効果」を利用してレーザ光の
波長を変換する光パラメトリック発振器がある。この光
パラメトリック発振器においては、結晶に入射する角度
や結晶の温度を変更すること等によって所要の波長の光
が得られることが特徴である。
【０００３】また、光パラメトリック発振器では、単に
光を結晶に入射させて１回通過させるだけでは変換の割
合が小さく、効率的でないので、光を何回も往復させる
ことによって長く相互作用を行わせるために、結晶の前
後に反射鏡を配し、いわゆる共振器を構成するのが一般
的である。
光を結晶に入射させて１回通過させるだけでは変換の割
合が小さく、効率的でないので、光を何回も往復させる
ことによって長く相互作用を行わせるために、結晶の前
後に反射鏡を配し、いわゆる共振器を構成するのが一般
的である。
【０００４】図６に従来の光パラメトリック発振器の例
を示す。この光パラメトリック発振器は反射鏡９，１０
と、波長変換用結晶３とからなり、２０はポンプレーザ
光１０１及び波長変換された光１０２の両波長共通の反
射面を示している。
を示す。この光パラメトリック発振器は反射鏡９，１０
と、波長変換用結晶３とからなり、２０はポンプレーザ
光１０１及び波長変換された光１０２の両波長共通の反
射面を示している。
【０００５】図６において、破線は波長の長い関係でモ
ード径が大きくなってしまった波長変換された光１０２
を示すものであり、ポンプレーザ光１０１と大きさが違
うことを示している。
ード径が大きくなってしまった波長変換された光１０２
を示すものであり、ポンプレーザ光１０１と大きさが違
うことを示している。
【０００６】図６において、モード径の差が生じるのは
以下の理由による。一般に、共振器用反射鏡９，１０の
曲率半径と波長と共振モード光の径との間には、図７に
示すような関係がある。
以下の理由による。一般に、共振器用反射鏡９，１０の
曲率半径と波長と共振モード光の径との間には、図７に
示すような関係がある。
【０００７】すなわち、共振器用反射鏡９，１０の曲率
半径をそれぞれＲ1 ，Ｒ2 とし、共振モード光のビーム
ウェスト（共振モード光のビーム径の最も細い位置）で
の径をω0 とし、共振モード光の共振器用反射鏡９，１
０での径をそれぞれω1 ，ω2 とし、共振器用反射鏡
９，１０間の距離をｄとし、共振モード光のビームウェ
ストと共振器用反射鏡９，１０との間の距離をそれぞれ
ｔ1 ，ｔ2 とすると、 ω0 4 ＝（λ／π）2 ［ｄ（Ｒ1 −ｄ）（Ｒ2 −ｄ）
（Ｒ1 ＋Ｒ2 −ｄ）／（Ｒ1 ＋Ｒ2 −２ｄ）2 ］ ω1 4 ＝（λＲ1 ／π）2 ［（Ｒ2 −ｄ）ｄ／（Ｒ1 −
ｄ）（Ｒ1 ＋Ｒ2 −ｄ）］ ω2 4 ＝（λＲ2 ／π）2 ［（Ｒ1 −ｄ）ｄ／（Ｒ2 −
ｄ）（Ｒ1 ＋Ｒ2 −ｄ）］ ｔ1 ＝ｄ（Ｒ2 −ｄ）／（Ｒ1 ＋Ｒ2 −２ｄ） ｔ2 ＝ｄ（Ｒ1 −ｄ）／（Ｒ1 ＋Ｒ2 −２ｄ） という関係となる。つまり、同一の曲率半径の反射鏡を
使用した場合、波長の平方根に比例してモード径が大き
くなってしまう。
半径をそれぞれＲ1 ，Ｒ2 とし、共振モード光のビーム
ウェスト（共振モード光のビーム径の最も細い位置）で
の径をω0 とし、共振モード光の共振器用反射鏡９，１
０での径をそれぞれω1 ，ω2 とし、共振器用反射鏡
９，１０間の距離をｄとし、共振モード光のビームウェ
ストと共振器用反射鏡９，１０との間の距離をそれぞれ
ｔ1 ，ｔ2 とすると、 ω0 4 ＝（λ／π）2 ［ｄ（Ｒ1 −ｄ）（Ｒ2 −ｄ）
（Ｒ1 ＋Ｒ2 −ｄ）／（Ｒ1 ＋Ｒ2 −２ｄ）2 ］ ω1 4 ＝（λＲ1 ／π）2 ［（Ｒ2 −ｄ）ｄ／（Ｒ1 −
ｄ）（Ｒ1 ＋Ｒ2 −ｄ）］ ω2 4 ＝（λＲ2 ／π）2 ［（Ｒ1 −ｄ）ｄ／（Ｒ2 −
ｄ）（Ｒ1 ＋Ｒ2 −ｄ）］ ｔ1 ＝ｄ（Ｒ2 −ｄ）／（Ｒ1 ＋Ｒ2 −２ｄ） ｔ2 ＝ｄ（Ｒ1 −ｄ）／（Ｒ1 ＋Ｒ2 −２ｄ） という関係となる。つまり、同一の曲率半径の反射鏡を
使用した場合、波長の平方根に比例してモード径が大き
くなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の光パラ
メトリック発振器では、上記のような構成にすると、ポ
ンプレーザ光と波長変換された光との波長差が大きい場
合、ポンプレーザ光の径が波長変換された光の径に比し
て小さくなるため、効率の良い変換を行うことができな
いという問題がある。
メトリック発振器では、上記のような構成にすると、ポ
ンプレーザ光と波長変換された光との波長差が大きい場
合、ポンプレーザ光の径が波長変換された光の径に比し
て小さくなるため、効率の良い変換を行うことができな
いという問題がある。
【０００９】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、ポンプレーザ光と波長変換された光とのモード径
が異なることによって生ずる変換効率の低下を防ぐこと
ができ、波長変換の効率を向上させることができる光波
長変換器を提供することにある。
消し、ポンプレーザ光と波長変換された光とのモード径
が異なることによって生ずる変換効率の低下を防ぐこと
ができ、波長変換の効率を向上させることができる光波
長変換器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
器は、ポンプレーザ光が入射される第１の反射鏡と、波
長変換された光を出射する第２の反射鏡とで共振器を構
成し、前記共振器内に非線形光学効果を有する結晶を配
置して前記結晶の非線形光学効果によって前記ポンプレ
ーザ光の位相整合条件に合致した別の波長の前記波長変
換された光を得る光波長変換器であって、前記第１及び
第２の反射鏡を、前記ポンプレーザ光と前記波長変換さ
れた光のモード径を等しくなるように構成している。
器は、ポンプレーザ光が入射される第１の反射鏡と、波
長変換された光を出射する第２の反射鏡とで共振器を構
成し、前記共振器内に非線形光学効果を有する結晶を配
置して前記結晶の非線形光学効果によって前記ポンプレ
ーザ光の位相整合条件に合致した別の波長の前記波長変
換された光を得る光波長変換器であって、前記第１及び
第２の反射鏡を、前記ポンプレーザ光と前記波長変換さ
れた光のモード径を等しくなるように構成している。
【００１１】すなわち、本発明の光波長変換器は、ポン
プレーザ光と波長変換された光とにそれぞれに異なる曲
率半径の共振器用反射鏡を用いることで、波長が異なっ
ても同一のモード半径となるようにし、効率良くエネル
ギの移行を行わせている。
プレーザ光と波長変換された光とにそれぞれに異なる曲
率半径の共振器用反射鏡を用いることで、波長が異なっ
ても同一のモード半径となるようにし、効率良くエネル
ギの移行を行わせている。
【００１２】つまり、本発明の光波長変換器では、ポン
プレーザ光と波長変換された光との両者のモード径を可
能な限り一致させるのに、ポンプレーザ光が入射される
反射鏡と、波長変換された光を出射する反射鏡とで共振
器を構成する際に、それら反射鏡の曲率半径をそれぞれ
異なるようにすることで、ポンプレーザ光と波長変換さ
れた光とのモード径が異なることによって生ずる変換効
率の低下を防ぎ、波長変換の効率を向上可能としてい
る。
プレーザ光と波長変換された光との両者のモード径を可
能な限り一致させるのに、ポンプレーザ光が入射される
反射鏡と、波長変換された光を出射する反射鏡とで共振
器を構成する際に、それら反射鏡の曲率半径をそれぞれ
異なるようにすることで、ポンプレーザ光と波長変換さ
れた光とのモード径が異なることによって生ずる変換効
率の低下を防ぎ、波長変換の効率を向上可能としてい
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に
よる光パラメトリック発振器の構成を示す図である。図
１において、本発明の第１の実施例による光パラメトリ
ック発振器は反射鏡１と、反射鏡１の曲率半径とは異な
る曲率半径の反射鏡２と、波長変換用結晶３とから構成
されている。
面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に
よる光パラメトリック発振器の構成を示す図である。図
１において、本発明の第１の実施例による光パラメトリ
ック発振器は反射鏡１と、反射鏡１の曲率半径とは異な
る曲率半径の反射鏡２と、波長変換用結晶３とから構成
されている。
【００１４】これら反射鏡１，２の２面を異なる曲率半
径で研磨し、それぞれ一方の面はポンプレーザ光１０１
に対して高い反射率を有するようなコーティングを行
い、他方の面は波長変換した光１０２に対して高い反射
率を有するようなコーティングを行っている。
径で研磨し、それぞれ一方の面はポンプレーザ光１０１
に対して高い反射率を有するようなコーティングを行
い、他方の面は波長変換した光１０２に対して高い反射
率を有するようなコーティングを行っている。
【００１５】また、反射鏡１，２はそれぞれ保持装置
（図示せず）によって保持され、その傾き調整が行われ
ており、波長変換用結晶３は同調装置（図示せず）によ
ってその傾きあるいは温度が変化されるようになってい
る。
（図示せず）によって保持され、その傾き調整が行われ
ており、波長変換用結晶３は同調装置（図示せず）によ
ってその傾きあるいは温度が変化されるようになってい
る。
【００１６】本発明の第１の実施例による光パラメトリ
ック発振器では反射鏡１，２からなる光共振器の一方か
らポンプレーザ光１０１を入射し、他方から波長変換し
た光１０２を取出すのを基本構成とし、必要に応じて他
の素子を付加したり、出射方向を変更して用いるように
なっている。
ック発振器では反射鏡１，２からなる光共振器の一方か
らポンプレーザ光１０１を入射し、他方から波長変換し
た光１０２を取出すのを基本構成とし、必要に応じて他
の素子を付加したり、出射方向を変更して用いるように
なっている。
【００１７】反射鏡１の曲率半径の大きい方のポンプレ
ーザ光反射面１１はポンプレーザ光１０１に対して適度
な反射率を有するとともに、波長変換された光１０２に
対して可能な限り反射率を下げたコーティングがなされ
ている。反射鏡１の曲率半径の小さな即ち曲率が大きな
波長変換された光反射面１２は波長変換された光１０２
に対しては可能な限り反射率を高め、ポンプレーザ光１
０１に対しては可能な限り反射率を下げたコーティング
がなされている。
ーザ光反射面１１はポンプレーザ光１０１に対して適度
な反射率を有するとともに、波長変換された光１０２に
対して可能な限り反射率を下げたコーティングがなされ
ている。反射鏡１の曲率半径の小さな即ち曲率が大きな
波長変換された光反射面１２は波長変換された光１０２
に対しては可能な限り反射率を高め、ポンプレーザ光１
０１に対しては可能な限り反射率を下げたコーティング
がなされている。
【００１８】反射鏡２の曲率半径の大きい方のポンプレ
ーザ光反射面２１はポンプレーザ光１０１に対して可能
な限り反射率を高めるとともに、波長変換された光１０
２に対して可能な限り反射率を下げたコーティングがな
されている。反射鏡２の曲率半径の小さな即ち曲率が大
きな波長変換された光反射面２２は波長変換された光１
０２に対しては適度な反射率を有するコーティングがな
されている。
ーザ光反射面２１はポンプレーザ光１０１に対して可能
な限り反射率を高めるとともに、波長変換された光１０
２に対して可能な限り反射率を下げたコーティングがな
されている。反射鏡２の曲率半径の小さな即ち曲率が大
きな波長変換された光反射面２２は波長変換された光１
０２に対しては適度な反射率を有するコーティングがな
されている。
【００１９】反射鏡１のポンプレーザ光反射面１１及び
反射鏡２のポンプレーザ光反射面２１の曲率半径は、ポ
ンプレーザ光１０１の強さに応じて変化する変換効率
と、この波長変換用結晶３のポンプレーザ光１０１に対
する耐力等とによって最適化されたモード径を実現する
ための共振器条件から決定される。
反射鏡２のポンプレーザ光反射面２１の曲率半径は、ポ
ンプレーザ光１０１の強さに応じて変化する変換効率
と、この波長変換用結晶３のポンプレーザ光１０１に対
する耐力等とによって最適化されたモード径を実現する
ための共振器条件から決定される。
【００２０】反射鏡１の波長変換された光反射面１２及
び反射鏡２の波長変換された光反射面２２の曲率半径
は、波長変換された光１０２のモード径がポンプレーザ
光１０１のモード径と等しくなるような共振器条件によ
って決定される。その際、反射鏡自体がレンズ作用を有
するので、当然のことながらその効果を含めたものであ
る。図１では反射鏡１と反射鏡２との対応する曲率が同
じように表されているが、他の要素を加味してそれぞれ
異なる曲率半径とする場合もある。
び反射鏡２の波長変換された光反射面２２の曲率半径
は、波長変換された光１０２のモード径がポンプレーザ
光１０１のモード径と等しくなるような共振器条件によ
って決定される。その際、反射鏡自体がレンズ作用を有
するので、当然のことながらその効果を含めたものであ
る。図１では反射鏡１と反射鏡２との対応する曲率が同
じように表されているが、他の要素を加味してそれぞれ
異なる曲率半径とする場合もある。
【００２１】波長変換用結晶３に対しては同調装置によ
って傾きを変更するか、あるいは温度を変化させるかに
よって、変換される光の波長を変更することができるよ
うになっている。変換効率は一般に、ポンプレーザ光１
０１の光パワー密度が高いほど向上するが、あるレベル
以上では飽和する。また、モード径を小さくしてポンプ
レーザ光１０１の光パワー密度を上げると変換効率が向
上する反面、光ダメージが発生する恐れもあり、モード
径の最適化が必要となる。
って傾きを変更するか、あるいは温度を変化させるかに
よって、変換される光の波長を変更することができるよ
うになっている。変換効率は一般に、ポンプレーザ光１
０１の光パワー密度が高いほど向上するが、あるレベル
以上では飽和する。また、モード径を小さくしてポンプ
レーザ光１０１の光パワー密度を上げると変換効率が向
上する反面、光ダメージが発生する恐れもあり、モード
径の最適化が必要となる。
【００２２】反射鏡１のポンプレーザ光反射面１１のポ
ンプレーザ光に対する反射率は、上記と同様に、光パワ
ーとダメージ耐力等との関係から最適化される。反射鏡
２の波長変換された光反射面２２の波長変換された光に
対する反射率は、波長変換された光１０２の取出しが最
大となるように設定される。
ンプレーザ光に対する反射率は、上記と同様に、光パワ
ーとダメージ耐力等との関係から最適化される。反射鏡
２の波長変換された光反射面２２の波長変換された光に
対する反射率は、波長変換された光１０２の取出しが最
大となるように設定される。
【００２３】ポンプレーザ光１０１と波長変換された光
１０２とのモード径を一致させることによって、これが
異なることによって生ずる変換効率の低下を防ぐことが
でき、波長変換の効率を向上させることができる。
１０２とのモード径を一致させることによって、これが
異なることによって生ずる変換効率の低下を防ぐことが
でき、波長変換の効率を向上させることができる。
【００２４】図２は本発明の第２の実施例による光パラ
メトリック発振器の構成を示す図である。図２におい
て、本発明の第２の実施例による光パラメトリック発振
器は反射鏡４，５を波長変換用結晶３側の面の曲率半径
が小さい凹レンズ型とした以外は図１に示す本発明の第
１の実施例による光パラメトリック発振器と同様の構成
となっており、同一構成要素には同一符号を付してあ
る。
メトリック発振器の構成を示す図である。図２におい
て、本発明の第２の実施例による光パラメトリック発振
器は反射鏡４，５を波長変換用結晶３側の面の曲率半径
が小さい凹レンズ型とした以外は図１に示す本発明の第
１の実施例による光パラメトリック発振器と同様の構成
となっており、同一構成要素には同一符号を付してあ
る。
【００２５】反射鏡４の曲率半径の大きい方のポンプレ
ーザ光反射面４１はポンプレーザ光１０１に対して適度
な反射率を有するとともに、波長変換された光１０２に
対して可能な限り反射率を下げたコーティングがなされ
ている。反射鏡４の曲率半径の小さな即ち曲率が大きな
波長変換された光反射面４２は波長変換された光１０２
に対しては可能な限り反射率を高め、ポンプレーザ光１
０１に対しては可能な限り反射率を下げたコーティング
がなされている。
ーザ光反射面４１はポンプレーザ光１０１に対して適度
な反射率を有するとともに、波長変換された光１０２に
対して可能な限り反射率を下げたコーティングがなされ
ている。反射鏡４の曲率半径の小さな即ち曲率が大きな
波長変換された光反射面４２は波長変換された光１０２
に対しては可能な限り反射率を高め、ポンプレーザ光１
０１に対しては可能な限り反射率を下げたコーティング
がなされている。
【００２６】反射鏡５の曲率半径の大きい方のポンプレ
ーザ光反射面５１はポンプレーザ光１０１に対して可能
な限り反射率を高めるとともに、波長変換された光１０
２に対して可能な限り反射率を下げたコーティングがな
されている。反射鏡２の曲率半径の小さな即ち曲率が大
きな波長変換された光反射面５２は波長変換された光１
０２に対しては適度な反射率を有するコーティングがな
されている。
ーザ光反射面５１はポンプレーザ光１０１に対して可能
な限り反射率を高めるとともに、波長変換された光１０
２に対して可能な限り反射率を下げたコーティングがな
されている。反射鏡２の曲率半径の小さな即ち曲率が大
きな波長変換された光反射面５２は波長変換された光１
０２に対しては適度な反射率を有するコーティングがな
されている。
【００２７】ここで、本発明の第２の実施例は本発明の
第１の実施例とは異なり、反射鏡４の波長変換された光
反射面４２及び反射鏡５の波長変換された光反射面５２
が波長変換用結晶３側に配設され、反射鏡４のポンプレ
ーザ光反射面４１及び反射鏡５のポンプレーザ光反射面
５１が波長変換された光反射面４２，５２とは反対側に
配設されている。
第１の実施例とは異なり、反射鏡４の波長変換された光
反射面４２及び反射鏡５の波長変換された光反射面５２
が波長変換用結晶３側に配設され、反射鏡４のポンプレ
ーザ光反射面４１及び反射鏡５のポンプレーザ光反射面
５１が波長変換された光反射面４２，５２とは反対側に
配設されている。
【００２８】図３は本発明の第３の実施例による光パラ
メトリック発振器の構成を示す図である。図３におい
て、本発明の第３の実施例による光パラメトリック発振
器は波長変換用結晶６が２つの結晶からなるようにした
以外は図１に示す本発明の第１の実施例による光パラメ
トリック発振器と同様の構成となっており、同一構成要
素には同一符号を付してある。
メトリック発振器の構成を示す図である。図３におい
て、本発明の第３の実施例による光パラメトリック発振
器は波長変換用結晶６が２つの結晶からなるようにした
以外は図１に示す本発明の第１の実施例による光パラメ
トリック発振器と同様の構成となっており、同一構成要
素には同一符号を付してある。
【００２９】従来から１個の結晶を傾けるのみである
と、ポンプレーザ光１０１と波長変換された光１０２と
の出射角度がズレることを考えて２個の結晶を逆方向に
傾けて使用する方法が用いられている。
と、ポンプレーザ光１０１と波長変換された光１０２と
の出射角度がズレることを考えて２個の結晶を逆方向に
傾けて使用する方法が用いられている。
【００３０】本発明の第３の実施例による光パラメトリ
ック発振器でも、従来と同様に、２個の結晶からなる波
長変換用結晶６を用いており、波長変換用結晶６の位置
関係の説明が主であるので、これに関係のない構成要素
の説明は省略する。
ック発振器でも、従来と同様に、２個の結晶からなる波
長変換用結晶６を用いており、波長変換用結晶６の位置
関係の説明が主であるので、これに関係のない構成要素
の説明は省略する。
【００３１】図４は本発明の第４の実施例による光パラ
メトリック発振器の構成を示す図である。図４におい
て、本発明の第４の実施例による光パラメトリック発振
器はポンプレーザ光１０１と波長変換された光１０２と
の偏光が直交している場合に対応するために偏光子７を
設けた以外は図１に示す本発明の第１の実施例による光
パラメトリック発振器と同様の構成となっており、同一
構成要素には同一符号を付してある。
メトリック発振器の構成を示す図である。図４におい
て、本発明の第４の実施例による光パラメトリック発振
器はポンプレーザ光１０１と波長変換された光１０２と
の偏光が直交している場合に対応するために偏光子７を
設けた以外は図１に示す本発明の第１の実施例による光
パラメトリック発振器と同様の構成となっており、同一
構成要素には同一符号を付してある。
【００３２】ポンプレーザ光１０１と波長変換された光
１０２との偏光が直交している場合、偏光子７を用いて
波長変換された光１０２を取出すことも可能である。但
し、波長変換された光反射面１２は波長変換された光１
０２に対して適度な反射率を有し、波長変換された光反
射面２２は波長変換された光１０２に対して可能な限り
高い反射率を有する点が本発明の第１の実施例による光
パラメトリック発振器の共振器部分とは異なる。
１０２との偏光が直交している場合、偏光子７を用いて
波長変換された光１０２を取出すことも可能である。但
し、波長変換された光反射面１２は波長変換された光１
０２に対して適度な反射率を有し、波長変換された光反
射面２２は波長変換された光１０２に対して可能な限り
高い反射率を有する点が本発明の第１の実施例による光
パラメトリック発振器の共振器部分とは異なる。
【００３３】波長変換された光反射面２２で反射され、
波長変換された光反射面１２で一部透過した波長変換さ
れた光１０２はポンプレーザ光１０１に対して直交して
いるので、偏光子７によって反射され、下方から取出さ
れる。逆に、これとは直交した偏光を用い、ポンプレー
ザ光１０１を下方から導入し、波長変換された光１０２
を右方へ出すことも可能である。
波長変換された光反射面１２で一部透過した波長変換さ
れた光１０２はポンプレーザ光１０１に対して直交して
いるので、偏光子７によって反射され、下方から取出さ
れる。逆に、これとは直交した偏光を用い、ポンプレー
ザ光１０１を下方から導入し、波長変換された光１０２
を右方へ出すことも可能である。
【００３４】図５は本発明の第５の実施例による光パラ
メトリック発振器の構成を示す図である。図５におい
て、本発明の第５の実施例による光パラメトリック発振
器は反射鏡２の代りに反射鏡５，５’を用い、分光素子
８を用いるようにした以外は図１に示す本発明の第１の
実施例による光パラメトリック発振器と同様の構成とな
っており、同一構成要素には同一符号を付してある。
メトリック発振器の構成を示す図である。図５におい
て、本発明の第５の実施例による光パラメトリック発振
器は反射鏡２の代りに反射鏡５，５’を用い、分光素子
８を用いるようにした以外は図１に示す本発明の第１の
実施例による光パラメトリック発振器と同様の構成とな
っており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【００３５】本発明の第５の実施例による光パラメトリ
ック発振器では波長変換された光１０２の波長安定度を
向上させるために、プリズムや回折格子のような分光素
子８を用いている。この場合、反射鏡５に波長変換され
た光反射面５２を配置し、反射鏡５’にポンプレーザ光
反射面５１を配置している。
ック発振器では波長変換された光１０２の波長安定度を
向上させるために、プリズムや回折格子のような分光素
子８を用いている。この場合、反射鏡５に波長変換され
た光反射面５２を配置し、反射鏡５’にポンプレーザ光
反射面５１を配置している。
【００３６】尚、本発明の第１〜第５の実施例では光パ
ラメトリック発振器について述べたが、ポンプレーザ光
の２倍の周波数、すなわち半分の波長の光を発生させる
第２高調波発生や第２高調波とポンプレーザ光とを加え
合せて３倍の周波数を発生させる和周波の発生、あるい
はさらに高次の高調波を発生させる際にも、本発明を適
用することは可能である。
ラメトリック発振器について述べたが、ポンプレーザ光
の２倍の周波数、すなわち半分の波長の光を発生させる
第２高調波発生や第２高調波とポンプレーザ光とを加え
合せて３倍の周波数を発生させる和周波の発生、あるい
はさらに高次の高調波を発生させる際にも、本発明を適
用することは可能である。
【００３７】つまり、本発明と同様な考え方で、それぞ
れの波長に対応した曲率半径の反射鏡を利用することも
考えられる。この場合には波長変換された光の波長が短
いので、この光に対する反射面の曲率半径が大きくな
る。
れの波長に対応した曲率半径の反射鏡を利用することも
考えられる。この場合には波長変換された光の波長が短
いので、この光に対する反射面の曲率半径が大きくな
る。
【００３８】このように、ポンプレーザ光１０１と波長
変換された光１０２とにそれぞれに異なる曲率半径の共
振器用反射鏡１，２，４，５を用いることで、波長が異
なっても同一のモード半径となるようにし、効率良くエ
ネルギの移行を行わせることができる。
変換された光１０２とにそれぞれに異なる曲率半径の共
振器用反射鏡１，２，４，５を用いることで、波長が異
なっても同一のモード半径となるようにし、効率良くエ
ネルギの移行を行わせることができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ポ
ンプレーザ光が入射される第１の反射鏡と、波長変換さ
れた光を出射する第２の反射鏡とで共振器を構成し、共
振器内に非線形光学効果を有する結晶を配置して結晶の
非線形光学効果によってポンプレーザ光の位相整合条件
に合致した別の波長に変換された光を得る光波長変換器
において、第１及び第２の反射鏡を、ポンプレーザ光と
波長変換された光のモード径を等しくなるように構成す
ることによって、ポンプレーザ光と波長変換された光と
のモード径が異なることによって生ずる変換効率の低下
を防ぐことができ、波長変換の効率を向上させることが
できるという効果がある。
ンプレーザ光が入射される第１の反射鏡と、波長変換さ
れた光を出射する第２の反射鏡とで共振器を構成し、共
振器内に非線形光学効果を有する結晶を配置して結晶の
非線形光学効果によってポンプレーザ光の位相整合条件
に合致した別の波長に変換された光を得る光波長変換器
において、第１及び第２の反射鏡を、ポンプレーザ光と
波長変換された光のモード径を等しくなるように構成す
ることによって、ポンプレーザ光と波長変換された光と
のモード径が異なることによって生ずる変換効率の低下
を防ぐことができ、波長変換の効率を向上させることが
できるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例による光パラメトリック
発振器の構成を示す図である。
発振器の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例による光パラメトリック
発振器の構成を示す図である。
発振器の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施例による光パラメトリック
発振器の構成を示す図である。
発振器の構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施例による光パラメトリック
発振器の構成を示す図である。
発振器の構成を示す図である。
【図５】本発明の第５の実施例による光パラメトリック
発振器の構成を示す図である。
発振器の構成を示す図である。
【図６】従来例による光パラメトリック発振器の構成を
示す図である。
示す図である。
【図７】共振器用反射鏡の曲率半径と波長と共振モード
光の径との間の関係を示す図である。
光の径との間の関係を示す図である。
１，２，４，５，５’ 反射鏡 ３，６ 波長変換用結晶 １１，１２，４１，５１ ポンプレーザ光反射面 １２，２２，４２，５２ 波長変換された光反射面 ７ 偏光子 ８ 分光素子
Claims (9)
- 【請求項１】 ポンプレーザ光が入射される第１の反射
鏡と、波長変換された光を出射する第２の反射鏡とで共
振器を構成し、前記共振器内に非線形光学効果を有する
結晶を配置して前記結晶の非線形光学効果によって前記
ポンプレーザ光の位相整合条件に合致した別の波長の前
記波長変換された光を得る光波長変換器であって、前記
第１及び第２の反射鏡を、前記ポンプレーザ光と前記波
長変換された光のモード径を等しくなるように構成した
ことを特徴とする光波長変換器。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の反射鏡は、各々の曲
率半径がそれぞれ異なるように構成したこと特徴とする
請求項１記載の光波長変換器。 - 【請求項３】 前記第１の反射鏡の曲率半径の大きい反
射面に、前記ポンプレーザ光に対して適度な反射率を持
ち、前記波長変換された光に対して可能な限り反射率を
下げたコーティングを行い、 前記第１の反射鏡の曲率半径の小さな反射面に、前記波
長変換された光に対しては可能な限り反射率を高め、前
記ポンプレーザ光に対して可能な限り反射率を下げたコ
ーティングを行うとともに、 前記第２の反射鏡の曲率半径の大きい反射面に、前記ポ
ンプレーザ光に対して可能な限り反射率を高め、前記波
長変換された光に対して可能な限り反射率を下げたコー
ティングを行い、 前記第２の反射鏡の曲率半径の小さな反射面に、前記波
長変換された光に対して適度な反射率を持つコーティン
グを行うようにしたことを特徴とする請求項１または請
求項２記載の光波長変換器。 - 【請求項４】 前記第１及び第２の反射鏡は、凸レンズ
及び凹レンズの一方からなることを特徴とする請求項１
から請求項３のいずれか記載の光波長変換器。 - 【請求項５】 前記非線形光学効果を有する結晶は、２
つの結晶からなることを特徴とする請求項１から請求項
４のいずれか記載の光波長変換器。 - 【請求項６】 前記ポンプレーザ光と前記波長変換され
た光との偏光を直交せるための偏光子を含むことを特徴
とする請求項１から請求項５のいずれか記載の光波長変
換器。 - 【請求項７】 前記波長変換された光の波長安定度を向
上させるための分光素子を前記共振器内に含むことを特
徴とする請求項１から請求項６のいずれか記載の光波長
変換器。 - 【請求項８】 光パラメトリック効果を利用して前記波
長変換された光を得るようにしたことを特徴とする請求
項１から請求項７のいずれか記載の光波長変換器。 - 【請求項９】 前記ポンプレーザ光の２倍以上の周波数
の光を発生させる高調波発生に用いるようにしたことを
特徴とする請求項１から請求項７のいずれか記載の光波
長変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199720A JP2001027771A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 光波長変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199720A JP2001027771A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 光波長変換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001027771A true JP2001027771A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16412500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11199720A Pending JP2001027771A (ja) | 1999-07-14 | 1999-07-14 | 光波長変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001027771A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100487307B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 |
| KR100789278B1 (ko) | 2006-11-29 | 2008-01-02 | 주식회사 이오테크닉스 | 고체 레이저 시스템 |
| JP2009300702A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | National Institute Of Information & Communication Technology | 光パラメトリック発振器 |
-
1999
- 1999-07-14 JP JP11199720A patent/JP2001027771A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100487307B1 (ko) * | 2002-05-08 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 레이저 |
| KR100789278B1 (ko) | 2006-11-29 | 2008-01-02 | 주식회사 이오테크닉스 | 고체 레이저 시스템 |
| JP2009300702A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | National Institute Of Information & Communication Technology | 光パラメトリック発振器 |
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