JP2003156773A - 波長変換装置及びこれを備えるレーザ装置 - Google Patents
波長変換装置及びこれを備えるレーザ装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 潮解性を有する非線形結晶の波長変換特性を
長期間安定して得る。 【解決手段】 潮解性を有する非線形結晶１２が内部に
配置されると共に、その非線形結晶への入射光及び出力
光が通過する一対の開口１５ａ、１５ｂが設けられた容
器１１と、該容器内に配置された前記非線形結晶を所定
の湿度環境下に保持する除湿手段としての除湿器３０と
を備え、除湿器は湿度３０％以下の環境下にする。
長期間安定して得る。 【解決手段】 潮解性を有する非線形結晶１２が内部に
配置されると共に、その非線形結晶への入射光及び出力
光が通過する一対の開口１５ａ、１５ｂが設けられた容
器１１と、該容器内に配置された前記非線形結晶を所定
の湿度環境下に保持する除湿手段としての除湿器３０と
を備え、除湿器は湿度３０％以下の環境下にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非線形結晶を用い
た波長変換装置及びこれを備えるレーザ装置に関する。
た波長変換装置及びこれを備えるレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来技術】波長変換に使用される非線形光学結晶に
は、セシウム・リチウム・ボーレート（ＣＬＢＯ）結晶
やＫＨ2ＰＯ4（ＫＤＰ）等のように潮解性を有する結晶
がある。これら潮解性を有する結晶を長期間安定して使
用するには、この潮解性の対策を施す必要がある。従
来、この潮解性の対策方法として、例えば、入射光・出
射光を透過する一対の光学ウィンドウを有した密閉容器
内に非線形光学結晶とシリカゲル等の除湿剤とを同時に
保持したり、あるいは密閉容器内にアルゴンガスや窒素
ガスに置換することによって、低除湿環境下に保持する
方法が用いられてきた。
は、セシウム・リチウム・ボーレート（ＣＬＢＯ）結晶
やＫＨ2ＰＯ4（ＫＤＰ）等のように潮解性を有する結晶
がある。これら潮解性を有する結晶を長期間安定して使
用するには、この潮解性の対策を施す必要がある。従
来、この潮解性の対策方法として、例えば、入射光・出
射光を透過する一対の光学ウィンドウを有した密閉容器
内に非線形光学結晶とシリカゲル等の除湿剤とを同時に
保持したり、あるいは密閉容器内にアルゴンガスや窒素
ガスに置換することによって、低除湿環境下に保持する
方法が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光学ウィンド
ウを有した密閉容器による波長変換装置においては、ウ
ィンドウに使用波長に対する反射防止膜を施す必要があ
ったり、ウィンドウの損傷しきい値により、使用可能な
エネルギに制限があったりする等、高効率・高出力な波
長変換を目指す上での問題があった。特に紫外光を入力
または出力するウィンドウを有した密閉容器による波長
変換装置においては、ウィンドウにおけるその紫外光や
ウィンドウの損傷しきい値が問題となりやすかった。
ウを有した密閉容器による波長変換装置においては、ウ
ィンドウに使用波長に対する反射防止膜を施す必要があ
ったり、ウィンドウの損傷しきい値により、使用可能な
エネルギに制限があったりする等、高効率・高出力な波
長変換を目指す上での問題があった。特に紫外光を入力
または出力するウィンドウを有した密閉容器による波長
変換装置においては、ウィンドウにおけるその紫外光や
ウィンドウの損傷しきい値が問題となりやすかった。
【０００４】さらに、使用する結晶によっては、例えば
１００℃以上の高温に保持することが好ましいものがあ
る。しかし、波長変換装置内を高温にすると、波長変換
装置の構成材料中からガスが生じるなどしてウィンドウ
が曇り、そこにレーザ光が照射されるために結晶への入
力強度の低下、出力光の低下、ウィンドウが損傷する等
の問題があった。
１００℃以上の高温に保持することが好ましいものがあ
る。しかし、波長変換装置内を高温にすると、波長変換
装置の構成材料中からガスが生じるなどしてウィンドウ
が曇り、そこにレーザ光が照射されるために結晶への入
力強度の低下、出力光の低下、ウィンドウが損傷する等
の問題があった。
【０００５】本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、潮
解性を有する非線形結晶の波長変換特性を長期間安定し
て得ることができる波長変換装置及びこれを備えるレー
ザ装置を提供することを技術課題とする。
解性を有する非線形結晶の波長変換特性を長期間安定し
て得ることができる波長変換装置及びこれを備えるレー
ザ装置を提供することを技術課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。 （１） 潮解性を有する非線形結晶を用いた波長変換装
置であって、前記非線形結晶が内部に配置されると共
に、その非線形結晶への入射光及び出力光が通過する一
対の開口が設けられた容器と、該容器内に配置された前
記非線形結晶を所定の湿度環境下に保持する除湿手段
と、を備えることを特徴とする。 （２） （１）の波長変換装置において、前記除湿手段
は前記非線形結晶を湿度３０％以下の環境下にすること
を特徴とする。 （３） （１）の波長変換装置において、前記除湿手段
として固体高分子電界質膜を利用した電気分解式の除湿
器を用いたことを特徴とする波長変換装置。 （４） （１）の波長変換装置において、前記一対の開
口には入射光及び出力光を通過させる孔を持つ複数のア
パーチャ板と筒部材とにより形成されたチャンバを持つ
ラビリンス構造ユニットがそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とする。 （５） （１）の波長変換装置において、前記非線形結
晶としてＣＬＢＯ結晶を用いたことを特徴とする。 （６） （１）の波長変換装置において、前記一対の開
口を閉塞する閉塞機構を設けたことを特徴とする。 （７） レーザ装置は、（１）〜（６）の何れかの波長
変換装置とレーザ光源とを含み、前記波長変換装置は前
記レーザ光源からのレーザ光を波長４００ｎｍ以下の紫
外レーザ光に波長変換することを特徴とする。 （８） （７）のレーザ装置は、さらに被照射物に波長
変換された紫外レーザ光を導光する導光光学系を備える
ことを特徴とする。
に、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とす
る。 （１） 潮解性を有する非線形結晶を用いた波長変換装
置であって、前記非線形結晶が内部に配置されると共
に、その非線形結晶への入射光及び出力光が通過する一
対の開口が設けられた容器と、該容器内に配置された前
記非線形結晶を所定の湿度環境下に保持する除湿手段
と、を備えることを特徴とする。 （２） （１）の波長変換装置において、前記除湿手段
は前記非線形結晶を湿度３０％以下の環境下にすること
を特徴とする。 （３） （１）の波長変換装置において、前記除湿手段
として固体高分子電界質膜を利用した電気分解式の除湿
器を用いたことを特徴とする波長変換装置。 （４） （１）の波長変換装置において、前記一対の開
口には入射光及び出力光を通過させる孔を持つ複数のア
パーチャ板と筒部材とにより形成されたチャンバを持つ
ラビリンス構造ユニットがそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とする。 （５） （１）の波長変換装置において、前記非線形結
晶としてＣＬＢＯ結晶を用いたことを特徴とする。 （６） （１）の波長変換装置において、前記一対の開
口を閉塞する閉塞機構を設けたことを特徴とする。 （７） レーザ装置は、（１）〜（６）の何れかの波長
変換装置とレーザ光源とを含み、前記波長変換装置は前
記レーザ光源からのレーザ光を波長４００ｎｍ以下の紫
外レーザ光に波長変換することを特徴とする。 （８） （７）のレーザ装置は、さらに被照射物に波長
変換された紫外レーザ光を導光する導光光学系を備える
ことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る波長変換装置
の概略構成を説明する図である。
に基づいて説明する。図１は本発明に係る波長変換装置
の概略構成を説明する図である。
【０００８】波長変換装置１０は、容器１１の内部に波
長変換素子として非線形光学結晶１２が配置されてい
る。潮解性を有する非線形光学結晶１２としては、例え
ばＣＬＢＯ結晶、ＫＤＰ結晶、ＤＫＤＰ（ＫＤ2ＰＯ4）
結晶があるが、ここではＣＬＢＯ結晶を使用している。
非線形光学結晶１２は角度調整ユニット１３の上に取り
付けられており、角度調整ユニット１３により光線軸Ｌ
に対する結晶の位相整合を整えるように調整可能とされ
ている。角度調整ユニット１３は容器１１に保持されて
いる。また、角度調整ユニット１３内にはカートリッジ
式のヒータ１４が設けられており、ヒータ１４により非
線形光学結晶１２は所定の温度に加熱される。
長変換素子として非線形光学結晶１２が配置されてい
る。潮解性を有する非線形光学結晶１２としては、例え
ばＣＬＢＯ結晶、ＫＤＰ結晶、ＤＫＤＰ（ＫＤ2ＰＯ4）
結晶があるが、ここではＣＬＢＯ結晶を使用している。
非線形光学結晶１２は角度調整ユニット１３の上に取り
付けられており、角度調整ユニット１３により光線軸Ｌ
に対する結晶の位相整合を整えるように調整可能とされ
ている。角度調整ユニット１３は容器１１に保持されて
いる。また、角度調整ユニット１３内にはカートリッジ
式のヒータ１４が設けられており、ヒータ１４により非
線形光学結晶１２は所定の温度に加熱される。
【０００９】容器１１の両端には、非線形光学結晶１２
への入射力光及び波長変換された出力光を通過させる一
対の開口１５ａと開口１５ｂとが、光線軸Ｌを中心にし
て設けられている。開口１５ａ、１５ｂの大きさは、レ
ーザ光の径よりやや大きい程度が好ましい。入射光は開
口１５ａを通して容器１１内に入射し、非線形光学結晶
１２により波長変換された後、開口１５ｂから出力され
る。
への入射力光及び波長変換された出力光を通過させる一
対の開口１５ａと開口１５ｂとが、光線軸Ｌを中心にし
て設けられている。開口１５ａ、１５ｂの大きさは、レ
ーザ光の径よりやや大きい程度が好ましい。入射光は開
口１５ａを通して容器１１内に入射し、非線形光学結晶
１２により波長変換された後、開口１５ｂから出力され
る。
【００１０】容器１１の上部には、容器１１内の空間と
接する電気分解式の除湿器３０が取り付けられている。
図２は除湿器３０の構成を説明する図である。３１は水
（湿気）を電気分解して酸素を発生する陽極、３２は水
素と酸素を反応させて水分子を発生する陰極である。陽
極３１と陰極３２は多孔質基材で形成されている。この
陽極３１と陰極３２との間に、水素イオン交換膜となる
固体高分子電界質膜３３が挟持され、積層構造とされて
いる。これらの積層構造素子は絶縁性フレーム３４の間
に置かれ、陽極３１と陰極３２は所定の直流電圧を印加
する電源３５と接続されている。
接する電気分解式の除湿器３０が取り付けられている。
図２は除湿器３０の構成を説明する図である。３１は水
（湿気）を電気分解して酸素を発生する陽極、３２は水
素と酸素を反応させて水分子を発生する陰極である。陽
極３１と陰極３２は多孔質基材で形成されている。この
陽極３１と陰極３２との間に、水素イオン交換膜となる
固体高分子電界質膜３３が挟持され、積層構造とされて
いる。これらの積層構造素子は絶縁性フレーム３４の間
に置かれ、陽極３１と陰極３２は所定の直流電圧を印加
する電源３５と接続されている。
【００１１】こうした除湿器３０の電源３５から直流電
圧を印加すると、被除湿空間側（容器１１側）に置かれ
た陽極３１側では、水を電気分解する下記（式１）の反
応が起こって、水を水素イオンと酸素に解離する。水素
イオンは固体高分子電界質膜３３中を移動し陰極３２側
に達する。陰極３２側に到達した水素イオンは、下記
（式２）の反応が起こって、放湿空間側（容器１１外）
の空気中酸素と反応して水分子となり、外へ放出する。
これにより被除湿空間側の除湿が行われる。
圧を印加すると、被除湿空間側（容器１１側）に置かれ
た陽極３１側では、水を電気分解する下記（式１）の反
応が起こって、水を水素イオンと酸素に解離する。水素
イオンは固体高分子電界質膜３３中を移動し陰極３２側
に達する。陰極３２側に到達した水素イオンは、下記
（式２）の反応が起こって、放湿空間側（容器１１外）
の空気中酸素と反応して水分子となり、外へ放出する。
これにより被除湿空間側の除湿が行われる。
【００１２】
Ｈ2Ｏ→２Ｈ+＋（１／２）Ｏ2＋２ｅ-……（式１）
２Ｈ+＋（１／２）Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ……（式２）
図１において、容器１１が有する開口１５ａ、１５ｂに
は、レーザ光（入射光及び出力光）を通過させる孔を有
するラビリンス構造ユニット２０がそれぞれ設けられて
いる。図３に示すように、ラビリンス構造ユニット２０
は、光線軸Ｌを中心に孔を持つアパーチャ板２１が櫛歯
状に隙間を空けて円筒部材２２に複数個配置された構造
である。アパーチャ板２１の孔の大きさもレーザ光の径
よりやや大きい程度に形成されている。円筒部材２２と
各アパーチャ板２１（容器１１の壁面も含む）とにより
チャンバ２３が形成され、このチャンバ２３に外気が回
り込み、開口１５ａ（及び開口１５ｂ）から容器１１内
に入り込む外気が抑制される。これにより、除湿された
容器１１内の低湿度状態が保持され易くなっている。容
器１１は開口１５ａ、１５ｂを除いてほぼ密閉構造とさ
れている。
は、レーザ光（入射光及び出力光）を通過させる孔を有
するラビリンス構造ユニット２０がそれぞれ設けられて
いる。図３に示すように、ラビリンス構造ユニット２０
は、光線軸Ｌを中心に孔を持つアパーチャ板２１が櫛歯
状に隙間を空けて円筒部材２２に複数個配置された構造
である。アパーチャ板２１の孔の大きさもレーザ光の径
よりやや大きい程度に形成されている。円筒部材２２と
各アパーチャ板２１（容器１１の壁面も含む）とにより
チャンバ２３が形成され、このチャンバ２３に外気が回
り込み、開口１５ａ（及び開口１５ｂ）から容器１１内
に入り込む外気が抑制される。これにより、除湿された
容器１１内の低湿度状態が保持され易くなっている。容
器１１は開口１５ａ、１５ｂを除いてほぼ密閉構造とさ
れている。
【００１３】以上のような一対の開口を有する波長変換
装置において、除湿器３０による除湿効果を実験により
確認した。実験は、図４に示すように、容積約８，１１
２ｃｍ3（３２．４×２３．４×１０．７ｃｍ）の容器
筐体において、その中央付近（条件Ａ）と開口付近（条
件Ｂ）に除湿センサを位置させたそれぞれの場合の除湿
評価を行った。用いた除湿器３０の除湿能力は１６ｇ／
日、消費電力は約５Ｗで、放湿口のサイズは９．５×
９．５ｃｍである。また、容器筐体に設ける一対の開口
の大きさは、それぞれ直径５ｍｍとした。図５にその実
験結果を示す。図に示したように、どちらの条件におい
ても２０分足らずで湿度が３０％以下に低下しているこ
とが分かる。
装置において、除湿器３０による除湿効果を実験により
確認した。実験は、図４に示すように、容積約８，１１
２ｃｍ3（３２．４×２３．４×１０．７ｃｍ）の容器
筐体において、その中央付近（条件Ａ）と開口付近（条
件Ｂ）に除湿センサを位置させたそれぞれの場合の除湿
評価を行った。用いた除湿器３０の除湿能力は１６ｇ／
日、消費電力は約５Ｗで、放湿口のサイズは９．５×
９．５ｃｍである。また、容器筐体に設ける一対の開口
の大きさは、それぞれ直径５ｍｍとした。図５にその実
験結果を示す。図に示したように、どちらの条件におい
ても２０分足らずで湿度が３０％以下に低下しているこ
とが分かる。
【００１４】ここで、波長変換素子として使用する非線
形光学結晶、例えばＣＬＢＯ結晶においては、結晶をあ
る湿度に２４時間放置した場合、湿度４０％においては
放置後の結晶の有効透過波面面積が４５％に低下してし
まうのに対して、湿度３０％においてはそれがほぼ１０
０％あるという実験結果が得られている。したがって、
この湿度３０％というのは実用的な使用レベルに達して
いると言える。
形光学結晶、例えばＣＬＢＯ結晶においては、結晶をあ
る湿度に２４時間放置した場合、湿度４０％においては
放置後の結晶の有効透過波面面積が４５％に低下してし
まうのに対して、湿度３０％においてはそれがほぼ１０
０％あるという実験結果が得られている。したがって、
この湿度３０％というのは実用的な使用レベルに達して
いると言える。
【００１５】次に、上記実験の各条件について比較して
みる。センサ位置が中央付近（条件Ａ）の方が開口付近
（条件Ｂ）より湿度の低下速度が速く、開口付近（条件
Ｂ）が湿度３０％になるのに約１８分要している。これ
に対して、中央付近（条件Ａ）では約１１分で湿度３０
％に到達している。このことから、容器内には中央から
開口に近づくにつれて湿度が徐々に上昇する湿度勾配が
あることが分かる。
みる。センサ位置が中央付近（条件Ａ）の方が開口付近
（条件Ｂ）より湿度の低下速度が速く、開口付近（条件
Ｂ）が湿度３０％になるのに約１８分要している。これ
に対して、中央付近（条件Ａ）では約１１分で湿度３０
％に到達している。このことから、容器内には中央から
開口に近づくにつれて湿度が徐々に上昇する湿度勾配が
あることが分かる。
【００１６】以上の実験結果から、非線形光学結晶を内
部に保持させる筐体容器が開口を有していても除湿器３
０を用いることによって、容器内湿度は３０％以下の低
湿度環境に保持することができる。したがって、この波
長変換装置１０を用いることによって、潮解性を有した
非線形光学結晶においても低湿度環境下で使用すること
ができるので、長期間安定に波長変換が行える。また、
この波長変換装置１０は、従来のように入出力光を透過
する光学ウィンドウを設けていないため、ウィンドウの
透過率や損傷しきい値のついての問題を考慮することな
く使用可能であり、高効率。高出力の波長変換が実現可
能となる。特に紫外光に波長変換する場合に好適であ
る。
部に保持させる筐体容器が開口を有していても除湿器３
０を用いることによって、容器内湿度は３０％以下の低
湿度環境に保持することができる。したがって、この波
長変換装置１０を用いることによって、潮解性を有した
非線形光学結晶においても低湿度環境下で使用すること
ができるので、長期間安定に波長変換が行える。また、
この波長変換装置１０は、従来のように入出力光を透過
する光学ウィンドウを設けていないため、ウィンドウの
透過率や損傷しきい値のついての問題を考慮することな
く使用可能であり、高効率。高出力の波長変換が実現可
能となる。特に紫外光に波長変換する場合に好適であ
る。
【００１７】こうした波長変換装置１０を用いたレーザ
装置においては、除湿器３０を常時除湿動作させておく
ことにより、非線形光学結晶１２を低湿度環境下に保持
しておく。また、波長変換装置１０を使用する場合は、
予めヒータ１４に通電して非線形光学結晶１２を加熱す
ることが好ましい。ＣＬＢＯ結晶の場合、１３０℃〜１
６０℃に加熱する。加熱温度は非線形光学結晶１２の付
近に設けられた図示なき温度センサで検知され、その温
度が略一定になるようにコントロールされる。非線形光
学結晶１２を加熱することにより、結晶表面に吸着して
いた水分が放出され、その水分は除湿器３０により除湿
される。また、この加熱により安定な波長変換が可能と
なる。
装置においては、除湿器３０を常時除湿動作させておく
ことにより、非線形光学結晶１２を低湿度環境下に保持
しておく。また、波長変換装置１０を使用する場合は、
予めヒータ１４に通電して非線形光学結晶１２を加熱す
ることが好ましい。ＣＬＢＯ結晶の場合、１３０℃〜１
６０℃に加熱する。加熱温度は非線形光学結晶１２の付
近に設けられた図示なき温度センサで検知され、その温
度が略一定になるようにコントロールされる。非線形光
学結晶１２を加熱することにより、結晶表面に吸着して
いた水分が放出され、その水分は除湿器３０により除湿
される。また、この加熱により安定な波長変換が可能と
なる。
【００１８】図６は、図１に示した波長変換装置１０の
変容例を示す図である。この変容例の装置は、容器１１
に設けられた一対の開口１５ａ、１５ｂを閉塞する閉塞
機構を追加したものである。この例における閉塞機構
は、ボールバルブ４０をラビリンス構造ユニット２０の
外側に取り付けた構成としている。ボールバルブ４０は
開口１５ａと同じ径の孔４２を持つ球状部材４１と、こ
れを回転可能に保持する保持部材４３と、球状部材４１
を軸４６の軸回りに回転する駆動ユニット４５と、球状
部材４１とアパーチャ板２１との間に配置されたシール
ド部材４４と、を備える。シールド部材４４はＯリング
で構成でき、球状部材４１による容器１１側の密閉性を
高める。開口１５ｂ側のラビリンス構造ユニット２０の
外側にも、同様なボールバルブ４０が取り付けられてい
る。
変容例を示す図である。この変容例の装置は、容器１１
に設けられた一対の開口１５ａ、１５ｂを閉塞する閉塞
機構を追加したものである。この例における閉塞機構
は、ボールバルブ４０をラビリンス構造ユニット２０の
外側に取り付けた構成としている。ボールバルブ４０は
開口１５ａと同じ径の孔４２を持つ球状部材４１と、こ
れを回転可能に保持する保持部材４３と、球状部材４１
を軸４６の軸回りに回転する駆動ユニット４５と、球状
部材４１とアパーチャ板２１との間に配置されたシール
ド部材４４と、を備える。シールド部材４４はＯリング
で構成でき、球状部材４１による容器１１側の密閉性を
高める。開口１５ｂ側のラビリンス構造ユニット２０の
外側にも、同様なボールバルブ４０が取り付けられてい
る。
【００１９】波長変換を行うときは、球状部材４１に設
けられた孔４２をレーザ光が通過するように、図６の状
態に配置する。波長変換を行わないときは、駆動ユニッ
ト４５により球状部材４１を軸４６の軸回りに９０度回
転することにより、アパーチャ板２１の孔を球状部材４
１の球表面が塞ぐ。これにより開口１５ａ（及び１５
ｂ）が閉塞された状態となる。すなわち、球状部材４１
が開口１５ａを閉塞する蓋部材の役目を果たす。
けられた孔４２をレーザ光が通過するように、図６の状
態に配置する。波長変換を行わないときは、駆動ユニッ
ト４５により球状部材４１を軸４６の軸回りに９０度回
転することにより、アパーチャ板２１の孔を球状部材４
１の球表面が塞ぐ。これにより開口１５ａ（及び１５
ｂ）が閉塞された状態となる。すなわち、球状部材４１
が開口１５ａを閉塞する蓋部材の役目を果たす。
【００２０】このように、波長変換を行わないときに
は、開口１５ａ及び１５ｂを閉塞して容器１１内を外気
と略遮断することにより、容器１１内の除湿効果を高
め、非線形光学結晶１２を低除湿環境下に保持する。開
口１５ａ及び１５ｂの閉塞状態の開放は、レーザ装置に
おけるレーザ光の出射を可能にする信号に同期して行え
ば良い。また、波長変換装置の移動時などは、除湿器３
０をバッテリ駆動しておき、この間は開口１５ａ及び１
５ｂの閉塞状態にしておく。
は、開口１５ａ及び１５ｂを閉塞して容器１１内を外気
と略遮断することにより、容器１１内の除湿効果を高
め、非線形光学結晶１２を低除湿環境下に保持する。開
口１５ａ及び１５ｂの閉塞状態の開放は、レーザ装置に
おけるレーザ光の出射を可能にする信号に同期して行え
ば良い。また、波長変換装置の移動時などは、除湿器３
０をバッテリ駆動しておき、この間は開口１５ａ及び１
５ｂの閉塞状態にしておく。
【００２１】上記の閉塞機構は、平板の蓋部材をスライ
ド移動することにより、開口１５ａ及び１５ｂを閉塞／
開放する構造としても良い。
ド移動することにより、開口１５ａ及び１５ｂを閉塞／
開放する構造としても良い。
【００２２】図７は波長変換装置１０を用いた眼科用レ
ーザ装置の構成例である。１００はレーザ光源ユニット
であり、波長１０６４ｎｍの基本波を出力するレーザ光
源であるＹＡＧレーザ発振器１０１と、３個の波長変換
装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと、波長変換された
高調波を基本波と分離するプリズム１０２ａ、１０２ｂ
とを備える。波長変換装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０
ｃは基本的に図１に示したものと同じ構成であり、内部
に保持する非線形光学結晶１２の種類又はその位相整合
角度が異なるものである。各波長変換装置１１０ａ、１
１０ｂ、１１０ｃに配置された非線形光学結晶により、
波長１０６４ｎｍの基本波光が波長４００ｎｍ以下の紫
外レーザ光に変換される。例えば、波長変換装置１１０
ａは、ＹＡＧレーザ発振器１０１からの出力光である波
長１０６４ｎｍの基本波光の一部を波長５３２ｎｍの第
２高調波光に変換する。波長変換装置１１０ａはこの波
長５３２ｎｍ光をさらにその第２高調波である波長２６
６ｎｍの光に波長変換する。波長変換装置１１０ｃは波
長変換装置１１０ａで波長変換されなかった波長１０６
４ｎｍの基本波光と波長変換装置１１０ｂで波長変換さ
れた波長２６６ｎｍの光との和周波光である波長２１３
ｎｍの光を発生する。
ーザ装置の構成例である。１００はレーザ光源ユニット
であり、波長１０６４ｎｍの基本波を出力するレーザ光
源であるＹＡＧレーザ発振器１０１と、３個の波長変換
装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと、波長変換された
高調波を基本波と分離するプリズム１０２ａ、１０２ｂ
とを備える。波長変換装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０
ｃは基本的に図１に示したものと同じ構成であり、内部
に保持する非線形光学結晶１２の種類又はその位相整合
角度が異なるものである。各波長変換装置１１０ａ、１
１０ｂ、１１０ｃに配置された非線形光学結晶により、
波長１０６４ｎｍの基本波光が波長４００ｎｍ以下の紫
外レーザ光に変換される。例えば、波長変換装置１１０
ａは、ＹＡＧレーザ発振器１０１からの出力光である波
長１０６４ｎｍの基本波光の一部を波長５３２ｎｍの第
２高調波光に変換する。波長変換装置１１０ａはこの波
長５３２ｎｍ光をさらにその第２高調波である波長２６
６ｎｍの光に波長変換する。波長変換装置１１０ｃは波
長変換装置１１０ａで波長変換されなかった波長１０６
４ｎｍの基本波光と波長変換装置１１０ｂで波長変換さ
れた波長２６６ｎｍの光との和周波光である波長２１３
ｎｍの光を発生する。
【００２３】プリズム１０２ａは各波長成分を分離する
ものであり、分離された波長の内の２１３ｎｍ光がプリ
ズム１０２ｂに入射し、その他の光は図示無き遮光体に
り遮光される。２１３ｎｍ光はプリズム１０２ｂにより
出力方向が整えられ、レーザ光源ユニット１００から出
力される。
ものであり、分離された波長の内の２１３ｎｍ光がプリ
ズム１０２ｂに入射し、その他の光は図示無き遮光体に
り遮光される。２１３ｎｍ光はプリズム１０２ｂにより
出力方向が整えられ、レーザ光源ユニット１００から出
力される。
【００２４】出力されたレーザ光は、スキャンミラー１
２０により２次元的に走査される。スキャンミラー１２
０は２つのガルバノミラーで構成することができる他、
直交する２方向のリニアスキャンミラーであっても良
い。スキャンミラー１２０の走査により、レーザ光は被
照射物である患者眼の角膜Ｅｃに導光され、角膜Ｅｃが
アブレーションされる。このとき、スキャンミラー１２
０の走査による角膜Ｅｃ上でのレーザ光の照射位置及び
照射量（照射時間）を図示なき制御ユニットが制御する
ことにより、角膜曲率が変えられ、屈折矯正が行われ
る。図７において、１２１は患者眼を観察する観察光学
系としての顕微鏡である。
２０により２次元的に走査される。スキャンミラー１２
０は２つのガルバノミラーで構成することができる他、
直交する２方向のリニアスキャンミラーであっても良
い。スキャンミラー１２０の走査により、レーザ光は被
照射物である患者眼の角膜Ｅｃに導光され、角膜Ｅｃが
アブレーションされる。このとき、スキャンミラー１２
０の走査による角膜Ｅｃ上でのレーザ光の照射位置及び
照射量（照射時間）を図示なき制御ユニットが制御する
ことにより、角膜曲率が変えられ、屈折矯正が行われ
る。図７において、１２１は患者眼を観察する観察光学
系としての顕微鏡である。
【００２５】上記のレーザ光源ユニット１００において
は、波長変換装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃをそれ
ぞれに非線形光学結晶１２を備える構成としたが、複数
の非線形光学結晶を使用する場合、図１に示した容器１
１の中に複数の非線形光学結晶１２を保持させるように
しても良い。各非線形光学結晶１２には角度調整ユニッ
ト１３をそれぞれ設ける。なお、１０６４ｎｍ光からそ
の第２高調波５３２ｎｍ光への変換においては、ＫＴＰ
のように潮解性を有しない非線形光学結晶が使用可能で
あるので、これについては波長変換装置１０の構造を持
たせなくても良い。
は、波長変換装置１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃをそれ
ぞれに非線形光学結晶１２を備える構成としたが、複数
の非線形光学結晶を使用する場合、図１に示した容器１
１の中に複数の非線形光学結晶１２を保持させるように
しても良い。各非線形光学結晶１２には角度調整ユニッ
ト１３をそれぞれ設ける。なお、１０６４ｎｍ光からそ
の第２高調波５３２ｎｍ光への変換においては、ＫＴＰ
のように潮解性を有しない非線形光学結晶が使用可能で
あるので、これについては波長変換装置１０の構造を持
たせなくても良い。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
潮解性を有する非線形光学結晶による波長変換を長期間
安定して行うことができる。波長変換装置はレーザ光を
入出力するウィンドウを持たないので、高効率化・高出
力化が可能であり、特にウィンドウの透過率、損傷が問
題となり易い紫外光発生において有効である。
潮解性を有する非線形光学結晶による波長変換を長期間
安定して行うことができる。波長変換装置はレーザ光を
入出力するウィンドウを持たないので、高効率化・高出
力化が可能であり、特にウィンドウの透過率、損傷が問
題となり易い紫外光発生において有効である。
【図１】本発明に係る波長変換装置の概略構成を説明す
る図である。
る図である。
【図２】除湿器の構成を説明する図である。
【図３】ラビリンス構造ユニットの構成を説明する図で
ある。
ある。
【図４】除湿器評価実験の条件を示す図である。
【図５】除湿器評価の実験結果を示す図である。
【図６】開口の閉塞機構を設けた波長変換装置の変容例
を示す図である。
を示す図である。
【図７】波長変換装置を用いた眼科用レーザ装置の構成
例を示す図である。
例を示す図である。
１０ 波長変換装置
１１ 容器
１２ 非線形光学結晶
１３ 角度調整ユニット
１５ａ、１５ｂ 開口
２０ ラビリンス構造ユニット
２１ アパーチャ板
３０ 除湿器
４０ ボールバルブ
４１ 球状部材
１００ レーザ光源ユニット
１０１ ＹＡＧレーザ発振器
１０２ａ、１０２ｂ プリズム
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ 波長変換装置
１２０ スキャンミラー
Claims (8)
- 【請求項１】 潮解性を有する非線形結晶を用いた波長
変換装置であって、前記非線形結晶が内部に配置される
と共に、その非線形結晶への入射光及び出力光が通過す
る一対の開口が設けられた容器と、該容器内に配置され
た前記非線形結晶を所定の湿度環境下に保持する除湿手
段と、を備えることを特徴とする波長変換装置。 - 【請求項２】請求項１の波長変換装置において、前記除
湿手段は前記非線形結晶を湿度３０％以下の環境下にす
ることを特徴とする波長変換装置。 - 【請求項３】 請求項１の波長変換装置において、前記
除湿手段として固体高分子電界質膜を利用した電気分解
式の除湿器を用いたことを特徴とする波長変換装置。 - 【請求項４】 請求項１の波長変換装置において、前記
一対の開口には入射光及び出力光を通過させる孔を持つ
複数のアパーチャ板と筒部材とにより形成されたチャン
バを持つラビリンス構造ユニットがそれぞれ取り付けら
れていることを特徴とする波長変換装置。 - 【請求項５】 請求項１の波長変換装置において、前記
非線形結晶としてＣＬＢＯ結晶を用いたことを特徴とす
る波長変換装置。 - 【請求項６】 請求項１の波長変換装置において、前記
一対の開口を閉塞する閉塞機構を設けたことを特徴とす
る波長変換装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６の何れかの波長変換装置と
レーザ光源とを含み、前記波長変換装置は前記レーザ光
源からのレーザ光を波長４００ｎｍ以下の紫外レーザ光
に波長変換することを特徴とするレーザ装置。 - 【請求項８】 請求項７のレーザ装置は、さらに被照射
物に波長変換された紫外レーザ光を導光する導光光学系
を備えることを特徴とするレーザ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001353810A JP4249922B2 (ja) | 2001-11-19 | 2001-11-19 | 波長変換装置及びこれを備えるレーザ装置 |
| DE60236060T DE60236060D1 (de) | 2001-11-19 | 2002-11-15 | Lasergerät ausgestattet mit einer Vorrichtung zur Wellenlängenumwandlung |
| EP02025493A EP1312976B1 (en) | 2001-11-19 | 2002-11-15 | Laser apparatus provided with a wavelength conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001353810A JP4249922B2 (ja) | 2001-11-19 | 2001-11-19 | 波長変換装置及びこれを備えるレーザ装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003156773A true JP2003156773A (ja) | 2003-05-30 |
| JP2003156773A5 JP2003156773A5 (ja) | 2005-06-23 |
| JP4249922B2 JP4249922B2 (ja) | 2009-04-08 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001353810A Expired - Fee Related JP4249922B2 (ja) | 2001-11-19 | 2001-11-19 | 波長変換装置及びこれを備えるレーザ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1312976B1 (ja) |
| JP (1) | JP4249922B2 (ja) |
| DE (1) | DE60236060D1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008226754A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Seiko Epson Corp | 光源ユニット、照明ユニット、光源装置、照明ユニット、プロジェクタ及びモニタ装置 |
| JP2008275650A (ja) * | 2008-08-22 | 2008-11-13 | Shimadzu Corp | フーリエ変換赤外分光光度計 |
| JP2010093201A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Toshiba Corp | 温調装置 |
| JP2011151288A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Nikon Corp | レーザ装置 |
| WO2021049022A1 (ja) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | ギガフォトン株式会社 | 波長変換装置、固体レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2436623A1 (de) * | 1974-07-30 | 1976-02-26 | Licentia Gmbh | Nichtlinearen kristall enthaltende anordnung zur beeinflussung kohaerenter optischer strahlung |
| GB2214696A (en) * | 1988-01-19 | 1989-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | Controlling humidity in magnetic disc apparatus |
| US5581395A (en) * | 1994-01-12 | 1996-12-03 | Sony Corporation | Non-linear optical crystal element |
| JPH11271820A (ja) * | 1998-03-24 | 1999-10-08 | Rikagaku Kenkyusho | 非線形光学素子を用いた波長変換方法、波長変換装置及びレーザシステム |
| JP3508611B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2004-03-22 | ウシオ電機株式会社 | 結晶保持装置 |
| US6547953B2 (en) * | 2000-01-28 | 2003-04-15 | Ebara Corporation | Substrate container and method of dehumidifying substrate container |
-
2001
- 2001-11-19 JP JP2001353810A patent/JP4249922B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-11-15 DE DE60236060T patent/DE60236060D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-11-15 EP EP02025493A patent/EP1312976B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008226754A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Seiko Epson Corp | 光源ユニット、照明ユニット、光源装置、照明ユニット、プロジェクタ及びモニタ装置 |
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| JP2011151288A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-08-04 | Nikon Corp | レーザ装置 |
| WO2021049022A1 (ja) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | ギガフォトン株式会社 | 波長変換装置、固体レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法 |
| JP7431248B2 (ja) | 2019-09-13 | 2024-02-14 | ギガフォトン株式会社 | 波長変換装置、固体レーザシステム、及び電子デバイスの製造方法 |
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| EP1312976B1 (en) | 2010-04-21 |
| EP1312976A1 (en) | 2003-05-21 |
| DE60236060D1 (de) | 2010-06-02 |
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