JP2004239959A - 擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及び固体レーザ装置 - Google Patents
擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及び固体レーザ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004239959A JP2004239959A JP2003026045A JP2003026045A JP2004239959A JP 2004239959 A JP2004239959 A JP 2004239959A JP 2003026045 A JP2003026045 A JP 2003026045A JP 2003026045 A JP2003026045 A JP 2003026045A JP 2004239959 A JP2004239959 A JP 2004239959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quasi
- phase matching
- crystal
- manufacturing
- matching device
- 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
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3558—Poled materials, e.g. with periodic poling; Fabrication of domain inverted structures, e.g. for quasi-phase-matching [QPM]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3544—Particular phase matching techniques
- G02F1/3548—Quasi phase matching [QPM], e.g. using a periodic domain inverted structure
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
【課題】波長が２００ｎｍ以下の紫外光を発生させるために使用することができる擬似位相整合器の製造方法を提供する。
【解決手段】ＱＰＭ結晶から、超精密加工と研磨等により数μｍ〜５０μｍの薄板１〜８を作製し、これらを交互に分極が反転するようにして（図の矢印が分極の方向を示す）接合することにより、擬似位相整合器９を作製する。接合方法としては、拡散接合や常温接合で行うことにより、光学的／機械的に安定な接合を行なうことができる。好適なＱＰＭ結晶としては、吸収端が２００ｎｍ以下で機械的／光学的特性に優れたＬＢＯ、水晶、ＬＢ４があり、この中でも非線形光学定数が最も大きいＬＢＯと低価格な水晶でが特に好適である。
【選択図】 図１
【解決手段】ＱＰＭ結晶から、超精密加工と研磨等により数μｍ〜５０μｍの薄板１〜８を作製し、これらを交互に分極が反転するようにして（図の矢印が分極の方向を示す）接合することにより、擬似位相整合器９を作製する。接合方法としては、拡散接合や常温接合で行うことにより、光学的／機械的に安定な接合を行なうことができる。好適なＱＰＭ結晶としては、吸収端が２００ｎｍ以下で機械的／光学的特性に優れたＬＢＯ、水晶、ＬＢ４があり、この中でも非線形光学定数が最も大きいＬＢＯと低価格な水晶でが特に好適である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２００ｎｍ以下の波長の紫外光を発生するために使用される擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及びこの擬似位相整合器を用いた固体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体レーザにより２００ｎｍ以下の紫外光を発生させる方法として、可視／近赤外の光を射出する固体レーザの光を波長変換する方法が一般的に用いられている。波長変換に用いられる波長変換素子は、非線形光学結晶の複屈折を利用するものと、非線形光学結晶の擬似位相整合を利用するものに分けることができる。
【０００３】
前者の複屈折を利用するものとしては、ＫＢＢＦやＳＢＢＯを用いて第二高調波を形成するものがあるが、これらの結晶は育成が難しく、いまだに大型結晶が実用化の段階に至っていない。又、ＢＢＯ、ＣＬＢＯ、ＬＢＯなどを用いて和周波を形成するものでは、位相整合による制限により光学系が複雑となり、面倒な光学調整が必要であった。さらに、これら複屈折を用いた非線形結晶ではｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合ができずｗａｌｋ−ｏｆｆ効果を生じるため、変換効率やビーム品質が悪いという問題もあった。
【０００４】
擬似位相整合（ＱＰＭ：Ｑｕａｓｉ−ｐｈａｓｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ）は、基本波の速度と第二高調波の速度が等しくないことを利用して第二高調波を発生させるものである。すなわち、非線形光学結晶の屈折率は波長分散があるために、基本波の速度と第二高調波の速度が等しくないので、位相差が現われる。このために結晶内では、光路に沿って発生する第二高調波の合成波は周期関数となる。したがって、結晶端で発生した第二高調波と、結晶端からある距離ｘで発生した第二高調波との間にπの位相差が発生するような距離ｘが存在する。この距離ｘの長さをコヒーレンス長と言う。
【０００５】
コヒーレンス長を超えると、合成高調波の強度は減少し、この周期で増減を繰り返すことになる。この現象を利用して、アームストロング（Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ ）等は、この周期毎に非線形光学定数の符号を反転させ、第二高調波の位相を反転させれば高効率になることを提案した。すなわち、コヒーレンス長で非線形光学定数の符号が反転するように分極方向が反転する結晶を積層させれば、コヒーレンス長からの第二高調波の強度を増大させることが可能になる。
【０００６】
擬似位相整合に基づく波長変換としては、ＰＰＬＮ、ＰＰＬＴ、ＰＰＫＴＰ、ＢＭＦなどの強誘電体材料を用いる方法が早くから開発されていたが、これらの物質はＢＭＦを除いて吸収端が２００ｎｍ以上であり、２００ｎｍ以下の波長の紫外光を発生するのには適していなかった。又、ＢＭＦは非線形光学定数が非常に小さく、加えて、実用的な物を作製するのが難しかった。
【０００７】
一方、常誘電体である水晶やＬＢ４を用いて擬似位相整合器を製造する方法も開発されており、特開平１１−２１２１２８号公報（特許文献１）、特開２００２−１２２８９８号公報（特許文献２）、及び特開平９−１９７４５５号公報（特許文献３）等に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２１２１２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２８９８号公報
【特許文献３】特開平９−１９７４５５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの特許文献に開示されている方法では、波長が長い領域で使用するための擬似位相整合器は製造可能であるものの、波長が２００ｎｍ以下の紫外光を発生させる擬似位相整合器を製造するのは困難であるという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、波長が２００ｎｍ以下の紫外光を発生させるために使用することができる擬似位相整合器の製造方法、及び擬似位相整合器、さらにはこれら擬似位相整合器を使用した固体レーザ装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、当該結晶の分極方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた前記薄板同士を接合して一体化することを特徴とするもの（請求項１）である。
【００１２】
一般に擬似位相整合器は、結晶の分極方向が１８０°異なる厚さの薄い部分が交互に積層されたような状態とすることにより形成される。このような構造の形成手段として、本手段においては、最初に結晶から、結晶の分極方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた薄板同士を接合して一体化することにより形成している。このような薄板の厚さは数μｍ〜５０μｍ程度であるが、超精密加工と研磨等により、このような厚さの薄板を形成することができる。又、薄板同士の接合は、拡散接合や常温接合で行うことができる。
【００１３】
前記課題を解決するための第２の手段は、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、当該結晶の分極方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた前記薄板同士を接合して一体化して１つの部材とし、当該部材を、重ね合わせ方向に切断して複数とし、切断されたものを複数個、接合によりつなぎ合わせて一体化することを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１４】
本手段においては、擬似位相整合器の製造方法の途中までは、前記第１の手段と同じである。しかし、一般的に薄板の研削／研磨や接合には手間がかかるので、必要な枚数の薄板を全て製造して接合するのは得策でない。よって、本手段においては、所定枚数の薄板を製造して接合した後、それを重ね合わせ方向に切断して複数の部材を作り、切断された部材を複数個、接合によりつなぎ合わせて一体化することにより、最終的に擬似位相整合器とするようにしている。よって、最初に製造する薄板の枚数と接合の回数を減らすことができ、効率良く、擬似位相整合器を製造することができる。
【００１５】
前記課題を解決するための第３の手段は、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、櫛歯状の凹凸部を有する部材であって、当該櫛歯の長さ方向が、その結晶の分極方向であるものを製造し、この部材同士の櫛歯部分を、その分極方向が１８０°逆転するように互いに噛み合わせた状態とすることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１６】
本手段においては、互いに噛み合わせた櫛歯部分において、結晶の分極方向が交互に１８０°逆転するような部分が形成される。よって、簡単な方法で擬似位相整合器を製造することができる。噛み合わせた状態で接合してもよく、場合によっては噛み合わせの中にマッチングオイルを入れて光学的なマッチングをとるようにしてもよい。
【００１７】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記結晶の材料が、水晶、ＬＢＯ、又はＬＢ４であることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００１８】
水晶、ＬＢＯ、ＬＢ４は潮解性がないので扱いやすく、また２００ｎｍ以下の紫外光を透過するので、２００ｎｍ以下の紫外光を形成することが可能である。しかしながら、従来の製造方法では、２００ｎｍ以下の紫外光を形成するために必要な厚さでの分極の反転を形成することが困難であった。しかし、本手段によれば、これを容易に製造することができる。
【００１９】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段の内いずれかにより製造された、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器（請求項５）である。
【００２０】
本手段は、容易に製造でき、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いることができる。
【００２１】
前記課題を解決するための第６の手段は、結晶の分極方向が交互に反転するような構造を有し、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる、ＬＢＯからなる擬似位相整合器（請求項６）である。
【００２２】
本手段によれば、ＬＢＯを使用して、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させることができる。
【００２３】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記５の手段又は第６の手段である擬似位相整合器を有することを特徴とする固体レーザ装置（請求項７）である。
【００２４】
本手段は、前記５の手段又は第６の手段である擬似位相整合器を使用しているので、安価であり、かつ、取り扱いが簡単で、しかもｗａｌｋ−ｏｆｆが少なくビームの形状が良好な固体レーザ装置とすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。前述のように、擬似位相整合器とは、コヒーレンス長（Ｌｃ）ごとに結晶の分極方向を周期的に反転させたもので、この方法を適用した非線形光学結晶を擬似位相整合結晶（ＱＰＭ結晶）と呼ぶ。ここで第二高調波を作製する場合のコヒーレンス長は、ｋ１を基本波（入射光）の波数、ｋ２を第二高調波（射出光）の波数とした場合には、
Ｌｃ＝π／（ｋ２−２＊ｋ１）
で表され、和周波を作製する場合のコヒーレンス長は、ｋ３、ｋ４を入射光の波数、ｋ５を射出光の波数とした場合に、
Ｌｃ＝π／｛ｋ５−（ｋ３＋ｋ４）｝
で表される。
【００２６】
そして分極反転の周期Ｄは、
Ｄ＝２ｍ＊Ｌｃ（ｍ：次数）
で表される。ここでＤは１周期分の長さであり、その中にある、基準となる方向に分極している部分の長さｄ＋と分極反転している部分ｄ−の関係は、
Ｄ＝ｄ＋＋ｄ−となる。
【００２７】
このときｄ＋：ｄ−＝１：１（ｍが奇数）、ｄ＋：ｄ−＝１：３（ｍが偶数）の関係が望ましい。
【００２８】
擬似位相整合器による波長変換では、第二高調波を発生させるためには複屈折性が無くてもよく、必要な周期で分極方向を反転させることができ、その波長で十分な透過率さえあればよい。またｗａｌｋ−ｏｆｆがないため、高い変換効率と優れたビーム形状を得ることができる。
【００２９】
本発明で用いるのに好適なＱＰＭ結晶としては、吸収端が２００ｎｍ以下で機械的／光学的特性に優れたＬＢＯ、水晶、ＬＢ４があり、この中でも非線形光学定数が最も大きいＬＢＯと低価格な水晶が特に好適である。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。図１に示すように、ＱＰＭ結晶から、超精密加工と研磨等により数μｍ〜５０μｍの薄板１〜８を作製し、これらを交互に分極が反転するようにして（図の矢印が分極の方向を示す）接合することにより、擬似位相整合器９を作製する。接合方法としては、拡散接合や常温接合で行うことにより、光学的／機械的に安定な接合を行なうことができる。ここでは８枚を接合するように記述しているが、本発明の薄板の枚数はこれに限定されるものではない。
【００３１】
また薄板１、３、５、７の厚さｄ＋、薄板２、４、６、８の厚さｄ−は、高次の周期にすれば（前記ｍを大きくすれば）厚くできるため、加工精度に応じて最適な次数にすればよい。
【００３２】
図２は、本発明の第２の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。図１に示したような方法で必要な枚数だけ薄板を重ねて接合することにより擬似位相整合器９を作る場合には、枚数が非常に多くなるため、それら全てを研削／研磨して接合するのは時間と価格がかかる。そこで図２に示すとおり、図１に示すような方法で製作した擬似位相整合器９を、破線で示すように分割し（図２の場合９分割している）、それらを接合すれば、長い擬似位相整合器１０を作製できる。一般的に波長変換に必要な断面（光路面）は数ｍｍ□でよいが、加工や接合を用いれば、１０ｍｍ□以上のものも比較的容易に作製できる。
【００３３】
図３は、本発明の第３の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。素材となる結晶から、Ｘ線リソグラフィーや超精密加工等により、２つの櫛形状基板１１、１２を作成する。この際、櫛形の歯の部分の長さ方向が分極の方向となるようにしておく（矢印が分極の方向を示す）。そして、櫛形状基板１１と１２を、櫛形の歯の部分の分極が互いに反転する方向となるようにして嵌合させて接合する。接合方法としては拡散接合や常温接合を用いることができる。
【００３４】
このとき勘合しやすいように溝が深くなるに従い、溝の間隔が狭くなるように、精密加工や異方性エッチングなどで櫛形部の構造を形成してもよい。また接合を用いずに嵌め合わせただけで使用可能な場合には、互いの櫛歯の間に少し隙間ができるように加工し、隙間をマッチングオイルなどで埋めるようにしてもよい。
【００３５】
このとき、櫛形状基板１１の櫛形部（凸部）の幅をｄ＋、凹部の幅をｄ−とし、櫛形状基板１２の櫛形部（凸部）の幅をｄ−、凹部の幅をｄ＋とする。ただし、嵌め合い公差を考慮する必要があることは言うまでもない。
【００３６】
図４は、以上説明したような擬似位相整合器を用いた、２００ｎｍ以下（１９３ｎｍ）の紫外光を発生させる固体レーザ装置の例を示す図である。図４において１００は、ＤＦＢ構造を持ちパルス変調されたＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザである。このレーザは波長１５５４ｎｍで発振するように不図示の温度調節機構によって温度コントロールされている。
【００３７】
半導体レーザ１００から出射された波長１５５４ｎｍの光は、シングルモード光ファイバー１０１中を伝播し、アイソレータ１０２を通り再びシングルモード光ファイバー１０１中を伝播する。半導体レーザ１０３は、波長９８０ｎｍの光または波長１４８０ｎｍの光を発振させることができる。半導体レーザ１０３からの光は、シングルモードファイバー１０４を通り、光合波装置１０５で波長１５５４ｎｍの光と合流し、希土類元素のエルビウム（Ｅｒ）をドープした光ファイバー１０６に入射される。ここで、エルビウムドープファイバーは、半導体レーザ１０３からの光によって励起され、波長１５５４ｎｍの光を増幅する働きを持つ。
【００３８】
増幅された光は、光ファイバー端面またはコネクタ端面１０７より出射光１０８として空間に出射され、レンズ１０９によって非線形光学結晶ＬＢＯ１１０に入射される。非線形光学結晶ＬＢＯ１１０では、第二光高調波が発生する。このＬＢＯ１１０は、タイプ１のｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合をするように、結晶方位θ＝９０°、φ＝０°でカットされ、結晶温度は約１１７℃に保たれている。非線形光学結晶１１０は、ＬＢＯ以外に前記水晶、Ｌｉ：ＮｂＯ３、Ｌｉ：ＴａＯ３、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）による擬似位相整合結晶で置き換えてもよい。その場合１次の擬似位相整合を行うとすると、分極反転の周期はそれぞれ約３４μｍ、約９．３μｍ、約１０．４μｍ、約１２．６μｍである。前記いずれの場合も、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良い第二光高調波発生が可能である。
【００３９】
波長７７２ｎｍの光１１１は、レンズ１１２により非線形光学結晶ＬＢＯ１１３に集光され、第二光高調波発生により波長３８６ｎｍの光に変換される。ＬＢＯは、タイプ１の位相整合をするように、結晶方位θ＝９０°、φ＝３４．５°でカットされている。この非線形光学結晶１１３をＬＢＯではなく、ＧｄＹＣＯＢ（ＧｄＸＹ１−ＸＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３）に置き換えてもよい。ＧｄＹＣＯＢでは、ＧｄとＹとの組成比を変えることで複屈折性を制御することができ、したがって位相整合特性を変えることができる。そのため、ＧｄとＹの組成比を適当に変えることにより、結晶方位φ＝９０°、θ＝９０°でタイプ１のｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合による波長７７２ｎｍの光の第二光高調波変換を実現することができる。この場合、波長７７２ｎｍでｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合できないＬＢＯ結晶による第二光高調波発生よりもビーム品質の良い波長３８６ｎｍの光が得られる。
【００４０】
非線形光学結晶１１３を、前記水晶、Ｌｉ：ＮｂＯ３、Ｌｉ：ＴａＯ３、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）による擬似位相整合結晶で置き換えてもよい。その場合１次の擬似位相整合を行うとすると、分極反転の周期はそれぞれ約９．４μｍ、約１．１μｍ、約１．４μｍ、約１．４μｍである。前記いずれの場合も、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良い第二光高調波発生が可能である。
【００４１】
波長３８６ｎｍの光１１４は、レンズ１１５によりＬＢＯを素材として、本発明の実施の形態である製造方法によって製造された擬似位相整合結晶１１６に集光され、第二光高調波発生により波長１９３ｎｍの光１１７に変換される。その場合１次の擬似位相整合を行うとすると、分極反転の周期は、約０．９５μｍである。この場合も、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良い第二光高調波発生が可能である。
【００４２】
この実施の形態においては、ＬＢＯを素材とする擬似位相整合結晶１１６のみで、最終段の第二光高調波発生を行っている。その場合、ビーム品質が高く高効率な波長１９３ｎｍの光への波長変換が期待できる。また、擬似位相整合結晶１１６の素材に水晶を用いれば、光損傷のしきい値が大きく、安価に１９３ｎｍの波長を有する光を作成できる。
【００４３】
２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生する固体レーザ装置としてはこの他に種々のものが考えられ、例えば特許文献３に示されるような種々の固体レーザ装置の最終段に、本発明に係る擬似位相整合器を使用することによって、目的とする波長の紫外光を、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良いものとして発生させることができる。なお、１９３ｎｍはＡｒＦエキシマレーザ光の波長としてよく使用されているものであるが、Ｆ２エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ、ＹＡＧレーザの６倍波の波長である１７７ｎｍの波長を有する紫外光を形成するのにも、本発明に係る擬似位相整合器は有効に使用することができる。
【００４４】
図５は、図４に示す非線形光学結晶１１０、１１３として、ＬＢＯの代わりに潮解性のあるＣＬＢＯ等を使用する場合の使用方法の例を示す図である。ＣＬＢＯ結晶は潮解性があるため、大気中で使用することが難しく、ＡｒやＮ２などのガスでパージしたり、除湿器の中にいれるなどして使用されている。これに対し、この例では、はＣＬＢＯ１３の全面にガラス１４を接合することにより、外気から遮断することで潮解性の問題を回避している。ガラスとしては接合可能で、使用波長に対して透過率が高ければよく、さらにはＣＬＢＯ結晶と屈折率が近いものを用いることが好ましい。このようなガラス材料としては、合成石英や蛍石等がある。
【００４５】
図６は、ｗａｌｋ−ｏｆｆのある材料を用いて、ｗａｌｋ−ｏｆｆが小さい波長変換素子を製造する方法の例を示す図である。分極の方向が光軸に対して反転している単体波長変換素子１５と１６を、図に示すように交互に組み合わせて接合して波長変換素子１７を形成する。このようにすれば、単体波長変換素子１５と単体波長変換素子１６との間で、ｗａｌｋ−ｏｆｆが相殺されるので、ビーム形状変化を小さくできる。このような波長変換材料を作製し、図４に示す非線形光学結晶１１０、１１３として使用すれば、ビーム形状の変化が小さく、信頼性の高い系を形成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、波長が２００ｎｍ以下の紫外光を発生させるために使用することができる擬似位相整合器の製造方法、及び擬似位相整合器、さらにはこれら擬似位相整合器を使用した固体レーザ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態である擬似位相整合器を用いた、２００ｎｍ以下（１９３ｎｍ）の紫外光を発生させる固体レーザ装置の例を示す図である。
【図５】図４に示す非線形光学結晶として、ＬＢＯの代わりに潮解性のあるＣＬＢＯ等を使用する場合の使用方法の例を示す図である。
【図６】ｗａｌｋ−ｏｆｆのある材料を用いて、ｗａｌｋ−ｏｆｆが小さい波長変換素子を製造する方法の例を示す図である。
【符号の説明】
１〜８…薄板、９…擬似位相整合器、１０…擬似位相整合、１１…櫛形状基板、１２…櫛形状基板、１３…ＣＬＢＯ、１４…ガラス、１５…単体波長変換素子、１６…単体波長変換素子、１７…波長変換素子、１００…半導体レーザ、１０１…シングルモード光ファイバー、１０２…アイソレータ、１０３…半導体レーザ、１０４…シングルモードファイバー、１０５…光合波装置、１０６…光ファイバー、１０７…光ファイバー端面またはコネクタ端面、１０８…波長１５５４ｎｍの出射光、１０９…レンズ、１１０…非線形光学結晶ＬＢＯ、１１１…波長７７２ｎｍの光、１１２…レンズ、１１３…非線形光学結晶ＬＢＯ、１１４…波長３８６ｎｍの光、１１５…レンズ、１１６…水晶の擬似位相整合結晶、１１７…波長１９３ｎｍの光
【発明の属する技術分野】
本発明は、２００ｎｍ以下の波長の紫外光を発生するために使用される擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及びこの擬似位相整合器を用いた固体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体レーザにより２００ｎｍ以下の紫外光を発生させる方法として、可視／近赤外の光を射出する固体レーザの光を波長変換する方法が一般的に用いられている。波長変換に用いられる波長変換素子は、非線形光学結晶の複屈折を利用するものと、非線形光学結晶の擬似位相整合を利用するものに分けることができる。
【０００３】
前者の複屈折を利用するものとしては、ＫＢＢＦやＳＢＢＯを用いて第二高調波を形成するものがあるが、これらの結晶は育成が難しく、いまだに大型結晶が実用化の段階に至っていない。又、ＢＢＯ、ＣＬＢＯ、ＬＢＯなどを用いて和周波を形成するものでは、位相整合による制限により光学系が複雑となり、面倒な光学調整が必要であった。さらに、これら複屈折を用いた非線形結晶ではｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合ができずｗａｌｋ−ｏｆｆ効果を生じるため、変換効率やビーム品質が悪いという問題もあった。
【０００４】
擬似位相整合（ＱＰＭ：Ｑｕａｓｉ−ｐｈａｓｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ）は、基本波の速度と第二高調波の速度が等しくないことを利用して第二高調波を発生させるものである。すなわち、非線形光学結晶の屈折率は波長分散があるために、基本波の速度と第二高調波の速度が等しくないので、位相差が現われる。このために結晶内では、光路に沿って発生する第二高調波の合成波は周期関数となる。したがって、結晶端で発生した第二高調波と、結晶端からある距離ｘで発生した第二高調波との間にπの位相差が発生するような距離ｘが存在する。この距離ｘの長さをコヒーレンス長と言う。
【０００５】
コヒーレンス長を超えると、合成高調波の強度は減少し、この周期で増減を繰り返すことになる。この現象を利用して、アームストロング（Ａｒｍｓｔｒｏｎｇ ）等は、この周期毎に非線形光学定数の符号を反転させ、第二高調波の位相を反転させれば高効率になることを提案した。すなわち、コヒーレンス長で非線形光学定数の符号が反転するように分極方向が反転する結晶を積層させれば、コヒーレンス長からの第二高調波の強度を増大させることが可能になる。
【０００６】
擬似位相整合に基づく波長変換としては、ＰＰＬＮ、ＰＰＬＴ、ＰＰＫＴＰ、ＢＭＦなどの強誘電体材料を用いる方法が早くから開発されていたが、これらの物質はＢＭＦを除いて吸収端が２００ｎｍ以上であり、２００ｎｍ以下の波長の紫外光を発生するのには適していなかった。又、ＢＭＦは非線形光学定数が非常に小さく、加えて、実用的な物を作製するのが難しかった。
【０００７】
一方、常誘電体である水晶やＬＢ４を用いて擬似位相整合器を製造する方法も開発されており、特開平１１−２１２１２８号公報（特許文献１）、特開２００２−１２２８９８号公報（特許文献２）、及び特開平９−１９７４５５号公報（特許文献３）等に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２１２１２８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２８９８号公報
【特許文献３】特開平９−１９７４５５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの特許文献に開示されている方法では、波長が長い領域で使用するための擬似位相整合器は製造可能であるものの、波長が２００ｎｍ以下の紫外光を発生させる擬似位相整合器を製造するのは困難であるという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、波長が２００ｎｍ以下の紫外光を発生させるために使用することができる擬似位相整合器の製造方法、及び擬似位相整合器、さらにはこれら擬似位相整合器を使用した固体レーザ装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、当該結晶の分極方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた前記薄板同士を接合して一体化することを特徴とするもの（請求項１）である。
【００１２】
一般に擬似位相整合器は、結晶の分極方向が１８０°異なる厚さの薄い部分が交互に積層されたような状態とすることにより形成される。このような構造の形成手段として、本手段においては、最初に結晶から、結晶の分極方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた薄板同士を接合して一体化することにより形成している。このような薄板の厚さは数μｍ〜５０μｍ程度であるが、超精密加工と研磨等により、このような厚さの薄板を形成することができる。又、薄板同士の接合は、拡散接合や常温接合で行うことができる。
【００１３】
前記課題を解決するための第２の手段は、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、当該結晶の分極方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた前記薄板同士を接合して一体化して１つの部材とし、当該部材を、重ね合わせ方向に切断して複数とし、切断されたものを複数個、接合によりつなぎ合わせて一体化することを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１４】
本手段においては、擬似位相整合器の製造方法の途中までは、前記第１の手段と同じである。しかし、一般的に薄板の研削／研磨や接合には手間がかかるので、必要な枚数の薄板を全て製造して接合するのは得策でない。よって、本手段においては、所定枚数の薄板を製造して接合した後、それを重ね合わせ方向に切断して複数の部材を作り、切断された部材を複数個、接合によりつなぎ合わせて一体化することにより、最終的に擬似位相整合器とするようにしている。よって、最初に製造する薄板の枚数と接合の回数を減らすことができ、効率良く、擬似位相整合器を製造することができる。
【００１５】
前記課題を解決するための第３の手段は、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、櫛歯状の凹凸部を有する部材であって、当該櫛歯の長さ方向が、その結晶の分極方向であるものを製造し、この部材同士の櫛歯部分を、その分極方向が１８０°逆転するように互いに噛み合わせた状態とすることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１６】
本手段においては、互いに噛み合わせた櫛歯部分において、結晶の分極方向が交互に１８０°逆転するような部分が形成される。よって、簡単な方法で擬似位相整合器を製造することができる。噛み合わせた状態で接合してもよく、場合によっては噛み合わせの中にマッチングオイルを入れて光学的なマッチングをとるようにしてもよい。
【００１７】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記１の手段から第３の手段のいずれかであって、前記結晶の材料が、水晶、ＬＢＯ、又はＬＢ４であることを特徴とするもの（請求項４）である。
【００１８】
水晶、ＬＢＯ、ＬＢ４は潮解性がないので扱いやすく、また２００ｎｍ以下の紫外光を透過するので、２００ｎｍ以下の紫外光を形成することが可能である。しかしながら、従来の製造方法では、２００ｎｍ以下の紫外光を形成するために必要な厚さでの分極の反転を形成することが困難であった。しかし、本手段によれば、これを容易に製造することができる。
【００１９】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段から第４の手段の内いずれかにより製造された、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器（請求項５）である。
【００２０】
本手段は、容易に製造でき、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いることができる。
【００２１】
前記課題を解決するための第６の手段は、結晶の分極方向が交互に反転するような構造を有し、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる、ＬＢＯからなる擬似位相整合器（請求項６）である。
【００２２】
本手段によれば、ＬＢＯを使用して、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させることができる。
【００２３】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記５の手段又は第６の手段である擬似位相整合器を有することを特徴とする固体レーザ装置（請求項７）である。
【００２４】
本手段は、前記５の手段又は第６の手段である擬似位相整合器を使用しているので、安価であり、かつ、取り扱いが簡単で、しかもｗａｌｋ−ｏｆｆが少なくビームの形状が良好な固体レーザ装置とすることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。前述のように、擬似位相整合器とは、コヒーレンス長（Ｌｃ）ごとに結晶の分極方向を周期的に反転させたもので、この方法を適用した非線形光学結晶を擬似位相整合結晶（ＱＰＭ結晶）と呼ぶ。ここで第二高調波を作製する場合のコヒーレンス長は、ｋ１を基本波（入射光）の波数、ｋ２を第二高調波（射出光）の波数とした場合には、
Ｌｃ＝π／（ｋ２−２＊ｋ１）
で表され、和周波を作製する場合のコヒーレンス長は、ｋ３、ｋ４を入射光の波数、ｋ５を射出光の波数とした場合に、
Ｌｃ＝π／｛ｋ５−（ｋ３＋ｋ４）｝
で表される。
【００２６】
そして分極反転の周期Ｄは、
Ｄ＝２ｍ＊Ｌｃ（ｍ：次数）
で表される。ここでＤは１周期分の長さであり、その中にある、基準となる方向に分極している部分の長さｄ＋と分極反転している部分ｄ−の関係は、
Ｄ＝ｄ＋＋ｄ−となる。
【００２７】
このときｄ＋：ｄ−＝１：１（ｍが奇数）、ｄ＋：ｄ−＝１：３（ｍが偶数）の関係が望ましい。
【００２８】
擬似位相整合器による波長変換では、第二高調波を発生させるためには複屈折性が無くてもよく、必要な周期で分極方向を反転させることができ、その波長で十分な透過率さえあればよい。またｗａｌｋ−ｏｆｆがないため、高い変換効率と優れたビーム形状を得ることができる。
【００２９】
本発明で用いるのに好適なＱＰＭ結晶としては、吸収端が２００ｎｍ以下で機械的／光学的特性に優れたＬＢＯ、水晶、ＬＢ４があり、この中でも非線形光学定数が最も大きいＬＢＯと低価格な水晶が特に好適である。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。図１に示すように、ＱＰＭ結晶から、超精密加工と研磨等により数μｍ〜５０μｍの薄板１〜８を作製し、これらを交互に分極が反転するようにして（図の矢印が分極の方向を示す）接合することにより、擬似位相整合器９を作製する。接合方法としては、拡散接合や常温接合で行うことにより、光学的／機械的に安定な接合を行なうことができる。ここでは８枚を接合するように記述しているが、本発明の薄板の枚数はこれに限定されるものではない。
【００３１】
また薄板１、３、５、７の厚さｄ＋、薄板２、４、６、８の厚さｄ−は、高次の周期にすれば（前記ｍを大きくすれば）厚くできるため、加工精度に応じて最適な次数にすればよい。
【００３２】
図２は、本発明の第２の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。図１に示したような方法で必要な枚数だけ薄板を重ねて接合することにより擬似位相整合器９を作る場合には、枚数が非常に多くなるため、それら全てを研削／研磨して接合するのは時間と価格がかかる。そこで図２に示すとおり、図１に示すような方法で製作した擬似位相整合器９を、破線で示すように分割し（図２の場合９分割している）、それらを接合すれば、長い擬似位相整合器１０を作製できる。一般的に波長変換に必要な断面（光路面）は数ｍｍ□でよいが、加工や接合を用いれば、１０ｍｍ□以上のものも比較的容易に作製できる。
【００３３】
図３は、本発明の第３の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。素材となる結晶から、Ｘ線リソグラフィーや超精密加工等により、２つの櫛形状基板１１、１２を作成する。この際、櫛形の歯の部分の長さ方向が分極の方向となるようにしておく（矢印が分極の方向を示す）。そして、櫛形状基板１１と１２を、櫛形の歯の部分の分極が互いに反転する方向となるようにして嵌合させて接合する。接合方法としては拡散接合や常温接合を用いることができる。
【００３４】
このとき勘合しやすいように溝が深くなるに従い、溝の間隔が狭くなるように、精密加工や異方性エッチングなどで櫛形部の構造を形成してもよい。また接合を用いずに嵌め合わせただけで使用可能な場合には、互いの櫛歯の間に少し隙間ができるように加工し、隙間をマッチングオイルなどで埋めるようにしてもよい。
【００３５】
このとき、櫛形状基板１１の櫛形部（凸部）の幅をｄ＋、凹部の幅をｄ−とし、櫛形状基板１２の櫛形部（凸部）の幅をｄ−、凹部の幅をｄ＋とする。ただし、嵌め合い公差を考慮する必要があることは言うまでもない。
【００３６】
図４は、以上説明したような擬似位相整合器を用いた、２００ｎｍ以下（１９３ｎｍ）の紫外光を発生させる固体レーザ装置の例を示す図である。図４において１００は、ＤＦＢ構造を持ちパルス変調されたＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザである。このレーザは波長１５５４ｎｍで発振するように不図示の温度調節機構によって温度コントロールされている。
【００３７】
半導体レーザ１００から出射された波長１５５４ｎｍの光は、シングルモード光ファイバー１０１中を伝播し、アイソレータ１０２を通り再びシングルモード光ファイバー１０１中を伝播する。半導体レーザ１０３は、波長９８０ｎｍの光または波長１４８０ｎｍの光を発振させることができる。半導体レーザ１０３からの光は、シングルモードファイバー１０４を通り、光合波装置１０５で波長１５５４ｎｍの光と合流し、希土類元素のエルビウム（Ｅｒ）をドープした光ファイバー１０６に入射される。ここで、エルビウムドープファイバーは、半導体レーザ１０３からの光によって励起され、波長１５５４ｎｍの光を増幅する働きを持つ。
【００３８】
増幅された光は、光ファイバー端面またはコネクタ端面１０７より出射光１０８として空間に出射され、レンズ１０９によって非線形光学結晶ＬＢＯ１１０に入射される。非線形光学結晶ＬＢＯ１１０では、第二光高調波が発生する。このＬＢＯ１１０は、タイプ１のｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合をするように、結晶方位θ＝９０°、φ＝０°でカットされ、結晶温度は約１１７℃に保たれている。非線形光学結晶１１０は、ＬＢＯ以外に前記水晶、Ｌｉ：ＮｂＯ３、Ｌｉ：ＴａＯ３、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）による擬似位相整合結晶で置き換えてもよい。その場合１次の擬似位相整合を行うとすると、分極反転の周期はそれぞれ約３４μｍ、約９．３μｍ、約１０．４μｍ、約１２．６μｍである。前記いずれの場合も、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良い第二光高調波発生が可能である。
【００３９】
波長７７２ｎｍの光１１１は、レンズ１１２により非線形光学結晶ＬＢＯ１１３に集光され、第二光高調波発生により波長３８６ｎｍの光に変換される。ＬＢＯは、タイプ１の位相整合をするように、結晶方位θ＝９０°、φ＝３４．５°でカットされている。この非線形光学結晶１１３をＬＢＯではなく、ＧｄＹＣＯＢ（ＧｄＸＹ１−ＸＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３）に置き換えてもよい。ＧｄＹＣＯＢでは、ＧｄとＹとの組成比を変えることで複屈折性を制御することができ、したがって位相整合特性を変えることができる。そのため、ＧｄとＹの組成比を適当に変えることにより、結晶方位φ＝９０°、θ＝９０°でタイプ１のｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合による波長７７２ｎｍの光の第二光高調波変換を実現することができる。この場合、波長７７２ｎｍでｎｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ位相整合できないＬＢＯ結晶による第二光高調波発生よりもビーム品質の良い波長３８６ｎｍの光が得られる。
【００４０】
非線形光学結晶１１３を、前記水晶、Ｌｉ：ＮｂＯ３、Ｌｉ：ＴａＯ３、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）による擬似位相整合結晶で置き換えてもよい。その場合１次の擬似位相整合を行うとすると、分極反転の周期はそれぞれ約９．４μｍ、約１．１μｍ、約１．４μｍ、約１．４μｍである。前記いずれの場合も、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良い第二光高調波発生が可能である。
【００４１】
波長３８６ｎｍの光１１４は、レンズ１１５によりＬＢＯを素材として、本発明の実施の形態である製造方法によって製造された擬似位相整合結晶１１６に集光され、第二光高調波発生により波長１９３ｎｍの光１１７に変換される。その場合１次の擬似位相整合を行うとすると、分極反転の周期は、約０．９５μｍである。この場合も、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良い第二光高調波発生が可能である。
【００４２】
この実施の形態においては、ＬＢＯを素材とする擬似位相整合結晶１１６のみで、最終段の第二光高調波発生を行っている。その場合、ビーム品質が高く高効率な波長１９３ｎｍの光への波長変換が期待できる。また、擬似位相整合結晶１１６の素材に水晶を用いれば、光損傷のしきい値が大きく、安価に１９３ｎｍの波長を有する光を作成できる。
【００４３】
２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生する固体レーザ装置としてはこの他に種々のものが考えられ、例えば特許文献３に示されるような種々の固体レーザ装置の最終段に、本発明に係る擬似位相整合器を使用することによって、目的とする波長の紫外光を、Ｗａｌｋ−Ｏｆｆ効果がなく、高効率でビーム品質の良いものとして発生させることができる。なお、１９３ｎｍはＡｒＦエキシマレーザ光の波長としてよく使用されているものであるが、Ｆ２エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ、ＹＡＧレーザの６倍波の波長である１７７ｎｍの波長を有する紫外光を形成するのにも、本発明に係る擬似位相整合器は有効に使用することができる。
【００４４】
図５は、図４に示す非線形光学結晶１１０、１１３として、ＬＢＯの代わりに潮解性のあるＣＬＢＯ等を使用する場合の使用方法の例を示す図である。ＣＬＢＯ結晶は潮解性があるため、大気中で使用することが難しく、ＡｒやＮ２などのガスでパージしたり、除湿器の中にいれるなどして使用されている。これに対し、この例では、はＣＬＢＯ１３の全面にガラス１４を接合することにより、外気から遮断することで潮解性の問題を回避している。ガラスとしては接合可能で、使用波長に対して透過率が高ければよく、さらにはＣＬＢＯ結晶と屈折率が近いものを用いることが好ましい。このようなガラス材料としては、合成石英や蛍石等がある。
【００４５】
図６は、ｗａｌｋ−ｏｆｆのある材料を用いて、ｗａｌｋ−ｏｆｆが小さい波長変換素子を製造する方法の例を示す図である。分極の方向が光軸に対して反転している単体波長変換素子１５と１６を、図に示すように交互に組み合わせて接合して波長変換素子１７を形成する。このようにすれば、単体波長変換素子１５と単体波長変換素子１６との間で、ｗａｌｋ−ｏｆｆが相殺されるので、ビーム形状変化を小さくできる。このような波長変換材料を作製し、図４に示す非線形光学結晶１１０、１１３として使用すれば、ビーム形状の変化が小さく、信頼性の高い系を形成することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、波長が２００ｎｍ以下の紫外光を発生させるために使用することができる擬似位相整合器の製造方法、及び擬似位相整合器、さらにはこれら擬似位相整合器を使用した固体レーザ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態である擬似位相整合器の作製方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態である擬似位相整合器を用いた、２００ｎｍ以下（１９３ｎｍ）の紫外光を発生させる固体レーザ装置の例を示す図である。
【図５】図４に示す非線形光学結晶として、ＬＢＯの代わりに潮解性のあるＣＬＢＯ等を使用する場合の使用方法の例を示す図である。
【図６】ｗａｌｋ−ｏｆｆのある材料を用いて、ｗａｌｋ−ｏｆｆが小さい波長変換素子を製造する方法の例を示す図である。
【符号の説明】
１〜８…薄板、９…擬似位相整合器、１０…擬似位相整合、１１…櫛形状基板、１２…櫛形状基板、１３…ＣＬＢＯ、１４…ガラス、１５…単体波長変換素子、１６…単体波長変換素子、１７…波長変換素子、１００…半導体レーザ、１０１…シングルモード光ファイバー、１０２…アイソレータ、１０３…半導体レーザ、１０４…シングルモードファイバー、１０５…光合波装置、１０６…光ファイバー、１０７…光ファイバー端面またはコネクタ端面、１０８…波長１５５４ｎｍの出射光、１０９…レンズ、１１０…非線形光学結晶ＬＢＯ、１１１…波長７７２ｎｍの光、１１２…レンズ、１１３…非線形光学結晶ＬＢＯ、１１４…波長３８６ｎｍの光、１１５…レンズ、１１６…水晶の擬似位相整合結晶、１１７…波長１９３ｎｍの光
Claims (7)
- ２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、当該結晶の分極方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた前記薄板同士を接合して一体化することを特徴とする擬似位相整合器の製造方法。
- ２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、当該結晶の分極軸方向に平行な薄板を製造し、当該薄板を、その結晶の分極方向が１８０°逆転するように交互に重ね合わせ、重ね合わされた前記薄板同士を接合して一体化して１つの部材とし、当該部材を、重ね合わせ方向に切断して複数とし、切断されたものを複数個、接合によりつなぎ合わせて一体化することを特徴とする擬似位相整合器の製造方法。
- ２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器の製造方法であって、結晶から、櫛歯状の凹凸部を有する部材であって、当該櫛歯の長さ方向が、その結晶の分極方向であるものを製造し、この部材同士の櫛歯部分を、その分極方向が１８０°逆転するように互いに噛み合わせた状態とすることを特徴とする擬似位相整合器の製造方法。
- 請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の擬似位相整合器の製造方法であって、前記結晶の材料が、水晶、ＬＢＯ、又はＬＢ４であることを特徴とする擬似位相整合器の製造方法。
- 請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の擬似位相整合器の製造方法によって製造された、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる擬似位相整合器。
- 内部で、結晶の分極方向が交互に反転するような構造を有し、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外光を発生させるために用いられる、ＬＢＯからなる擬似位相整合器。
- 請求項５又は請求項６に記載の擬似位相整合器を有することを特徴とする固体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003026045A JP2004239959A (ja) | 2003-02-03 | 2003-02-03 | 擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及び固体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003026045A JP2004239959A (ja) | 2003-02-03 | 2003-02-03 | 擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及び固体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004239959A true JP2004239959A (ja) | 2004-08-26 |
Family
ID=32954171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003026045A Pending JP2004239959A (ja) | 2003-02-03 | 2003-02-03 | 擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及び固体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004239959A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009237081A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Univ Chuo | 擬似位相整合波長変換デバイスの製造方法 |
| EP2151712A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing a wavelength converter and wavelength converter |
| US8259386B2 (en) | 2008-08-06 | 2012-09-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength conversion element and method for manufacturing wavelength conversion element |
| JP2012181438A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Chuo Univ | 複屈折位相整合波長変換デバイス及び当該デバイスの製造方法 |
| JP2018155935A (ja) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 株式会社大真空 | 波長変換素子およびレーザ照射装置 |
| WO2019073635A1 (ja) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | 株式会社村田製作所 | 波長変換素子及び波長変換素子の製造方法 |
| US10989985B2 (en) | 2019-06-07 | 2021-04-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Wavelength converter |
| EP4027194A4 (en) * | 2019-09-03 | 2023-09-13 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes of Natural Sciences | CRYSTAL ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING IT AND OPTICAL VIBRATION DEVICE HAVING A CRYSTAL ELEMENT |
-
2003
- 2003-02-03 JP JP2003026045A patent/JP2004239959A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009237081A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Univ Chuo | 擬似位相整合波長変換デバイスの製造方法 |
| EP2151712A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing a wavelength converter and wavelength converter |
| KR20100018465A (ko) * | 2008-08-06 | 2010-02-17 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 파장 변환 소자의 제조 방법 및 파장 변환 소자 |
| JP2010039297A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長変換素子の製造方法および波長変換素子 |
| US7995267B2 (en) | 2008-08-06 | 2011-08-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength converter manufacturing method and wavelength converter |
| US8259386B2 (en) | 2008-08-06 | 2012-09-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength conversion element and method for manufacturing wavelength conversion element |
| KR101591523B1 (ko) * | 2008-08-06 | 2016-02-03 | 스미토모덴키고교가부시키가이샤 | 파장 변환 소자의 제조 방법 및 파장 변환 소자 |
| JP2012181438A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Chuo Univ | 複屈折位相整合波長変換デバイス及び当該デバイスの製造方法 |
| JP2018155935A (ja) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 株式会社大真空 | 波長変換素子およびレーザ照射装置 |
| WO2019073635A1 (ja) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | 株式会社村田製作所 | 波長変換素子及び波長変換素子の製造方法 |
| JPWO2019073635A1 (ja) * | 2017-10-13 | 2020-10-08 | 株式会社村田製作所 | 波長変換素子及び波長変換素子の製造方法 |
| US11597181B2 (en) | 2017-10-13 | 2023-03-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Wavelength conversion device and method of manufacturing wavelength conversion device |
| DE112018004468B4 (de) | 2017-10-13 | 2024-01-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Wellenlängenkonversionsvorrichtung und verfahren zum herstellen einer wellenlängenkonversionsvorrichtung |
| US10989985B2 (en) | 2019-06-07 | 2021-04-27 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Wavelength converter |
| EP4027194A4 (en) * | 2019-09-03 | 2023-09-13 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes of Natural Sciences | CRYSTAL ELEMENT, METHOD FOR PRODUCING IT AND OPTICAL VIBRATION DEVICE HAVING A CRYSTAL ELEMENT |
| US11967932B2 (en) | 2019-09-03 | 2024-04-23 | Inter-University Research Institute Corporation National Institutes Of Natural Sciences | Crystal element, method for manufacturing same, and optical oscillation device including crystal element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5083865B2 (ja) | 光導波路基板および高調波発生デバイス | |
| US20110013264A1 (en) | Quasi non-critical phase matched and contra-phase matched structures | |
| CN101123341B (zh) | 激光光源装置及具备其的投影机 | |
| JP6104376B2 (ja) | 導波路型レーザ装置 | |
| US11815784B2 (en) | United states frequency conversion using interdigitated nonlinear crystal gratings | |
| EP0644636A2 (en) | Wavelength conversion device | |
| Laurell | Periodically poled materials for miniature light sources | |
| Wang et al. | Efficient second harmonic generation in a new nonlinear La2CaB10O19 crystal | |
| JP2004239959A (ja) | 擬似位相整合器の製造方法、擬似位相整合器、及び固体レーザ装置 | |
| JP5074436B2 (ja) | 高調波発生素子 | |
| CN101539704A (zh) | 高次谐波生成装置 | |
| JPH09304800A (ja) | 光波長変換素子および分極反転の製造方法 | |
| EP2192443B1 (en) | Wavelength conversion element and wavelength conversion laser device | |
| Nambu et al. | DUV coherent light emission from ultracompact microcavity wavelength conversion device | |
| EP0676060B1 (en) | Doped ktp and its isomorphs with increased birefringence for type ii phase matching | |
| US20150349482A1 (en) | Planar waveguide laser device | |
| CN101572382B (zh) | 一种激光ⅰ类相位匹配非线性和频装置 | |
| JP2005055528A (ja) | 青色レーザ光の発振方法および装置 | |
| US20090207876A1 (en) | Laser Source for the Infrared Wavelength Range | |
| CN1849732A (zh) | 具有多个平行增益介质的非稳定激光谐振器中的相干光束组合 | |
| WO2005050307A1 (ja) | マルチグレ－テｲングを有する波長変換素子とそれを用いた光発生装置、および、円柱状強誘電体単結晶を有する波長変換素子とそれを用いた光発生装置 | |
| JP7510101B2 (ja) | 波長変換装置 | |
| WO2002103450A1 (fr) | Dispositif de conversion de longueur d'onde et de calcul optique | |
| WO2023105663A1 (ja) | 光デバイス | |
| Zu-Yan et al. | Violet to infrared multiwavelength generation in periodically poled lithium niobate pumped by a Q-switched Nd: YVO4 laser |