JP2006292942A - Second higher harmonic generator - Google Patents

Second higher harmonic generator Download PDF

Info

Publication number
JP2006292942A
JP2006292942A JP2005112310A JP2005112310A JP2006292942A JP 2006292942 A JP2006292942 A JP 2006292942A JP 2005112310 A JP2005112310 A JP 2005112310A JP 2005112310 A JP2005112310 A JP 2005112310A JP 2006292942 A JP2006292942 A JP 2006292942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fundamental wave
crystal
nonlinear optical
excitation light
wave generating
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.)
Abandoned
Application number
JP2005112310A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kunihiko Tasai
邦彦 田才
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2005112310A priority Critical patent/JP2006292942A/en
Publication of JP2006292942A publication Critical patent/JP2006292942A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a second higher harmonic generator capable of generating a second harmonic with stable output by regulating a resonating polarization of a fundamental wave to one direction. <P>SOLUTION: The second higher harmonic generator 1 has an excitation light source 2 which generates excitation light L0, a fundamental wave generation crystal 3 which receives the excitation light L0 and generates the fundamental wave, a nonlinear optical crystal 4 which generates the second higher harmonic L3 of the fundamental wave, and an optical resonator 7 having a pair of reflecting mirrors 5, 6 which are arranged opposite to each other by interposing a fundamental wave generation crystal 3 and a nonlinear optical crystal 4 between them. The reflecting mirrors 5, 6 have grating sections 20 arranged with grating layers at specified intervals and reflect only the fundamental wave having the polarization direction parallel to the orientation direction of the grating layers. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、非線形光学結晶により波長変換して、基本波の第2高調波を発生させる第2高調波発生装置に関する。   The present invention relates to a second harmonic generator that generates a second harmonic of a fundamental wave by wavelength conversion using, for example, a nonlinear optical crystal.

医療、歯科、ポインタ、計測といったアプリケーションに対して、緑色レーザ光源が利用されている。現在、緑色レーザは第2高調波(SH波)を発生する非線形光学結晶を利用した固体レーザが一般的である。百mW以下程度の低光出力で、固体レーザによる第2高調波発生を利用する場合、波長1064nmの光(基本波)の光共振器内に非線形光学結晶を配置する構成(イントラキャビティ)が多く利用される(例えば、特許文献1参照)。光共振器は1対の反射鏡により構成され、例えば反射鏡は誘電体多層膜により形成される。   Green laser light sources are used for medical, dental, pointer, and measurement applications. Currently, the green laser is generally a solid-state laser using a nonlinear optical crystal that generates second harmonics (SH waves). When using the second harmonic generation by a solid-state laser with a low optical output of about 100 mW or less, there are many configurations (intracavity) in which a nonlinear optical crystal is disposed in an optical resonator of light (fundamental wave) having a wavelength of 1064 nm. Used (see, for example, Patent Document 1). The optical resonator is composed of a pair of reflecting mirrors. For example, the reflecting mirror is formed of a dielectric multilayer film.

第2高調波発生を実現するには位相整合条件を満たす必要があるが、その方法の一つに角度チューニングがあり、タイプIとタイプIIに分類される(例えば、特許文献2参照)。タイプIIでは、基本波を発生する基本波発生結晶の主軸と、非線形光学結晶の主軸を45°傾けて配置する。基本波発生結晶では、通常、主軸に沿った偏光方向の基本波が発生される。
特開2002−344048号公報 特開平7−131101号公報
In order to realize the second harmonic generation, it is necessary to satisfy the phase matching condition. One of the methods is angle tuning, which is classified into type I and type II (see, for example, Patent Document 2). In Type II, the principal axis of the fundamental wave generating crystal that generates the fundamental wave and the principal axis of the nonlinear optical crystal are arranged to be inclined by 45 °. In the fundamental wave generating crystal, a fundamental wave having a polarization direction along the principal axis is usually generated.
JP 2002-344048 A JP-A-7-131101

しかしながら、励起光源からの出力を上げていくと、基本波発生結晶から主軸に沿った偏光方向のみでなく、主軸に直交する偏光方向の基本波が発生されてしまう。基本波発生結晶により異なる偏光方向の基本波が2種類以上発生すると、偏光方向の異なる各基本波が共振器内で共振し、その結果、非線形光学結晶から3種類以上の偏光方向をもつレーザ光(第2高調波)が発生され、出力が不安定になるという問題がある。   However, when the output from the excitation light source is increased, not only the polarization direction along the principal axis but also the fundamental wave in the polarization direction orthogonal to the principal axis is generated from the fundamental wave generating crystal. When two or more types of fundamental waves having different polarization directions are generated by the fundamental wave generating crystal, each fundamental wave having a different polarization direction resonates in the resonator, and as a result, laser light having three or more types of polarization directions from the nonlinear optical crystal. There is a problem that (second harmonic) is generated and the output becomes unstable.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、基本波の共振する偏光方向を一方向に規定することにより、安定した出力で第2高調波を発生することができる第2高調波発生装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to generate a second harmonic with a stable output by defining the polarization direction in which the fundamental wave resonates in one direction. The object is to provide a second harmonic generator.

上記の目的を達成するため、本発明の第2高調波発生装置は、励起光を発生する励起光源と、前記励起光を入射して基本波を発生する基本波発生結晶と、前記基本波の第2高調波を発生する非線形光学結晶と、前記基本波発生結晶および前記非線形光学結晶を介在させて対向する1対の反射鏡を有する光共振器とを有し、前記反射鏡は、一定間隔でグレーティング層が配置されたグレーティング部を有し、前記グレーティング層の延伸方向に平行な偏光方向をもつ前記基本波のみを反射するものである。   In order to achieve the above object, a second harmonic generator of the present invention includes an excitation light source that generates excitation light, a fundamental wave generation crystal that generates the fundamental wave upon incidence of the excitation light, A non-linear optical crystal that generates a second harmonic, and an optical resonator having a pair of reflecting mirrors facing each other with the fundamental wave generating crystal and the non-linear optical crystal interposed therebetween, the reflecting mirror having a constant interval And a grating portion in which a grating layer is disposed, and reflects only the fundamental wave having a polarization direction parallel to the extending direction of the grating layer.

上記の本発明の第2高調波発生装置では、励起光源からの励起光が基本波発生結晶に入射すると、一対の反射鏡により構成される光共振器内で共振動作して、基本波発生結晶から基本波が発振する。光共振器はグレーティング層の延伸方向に平行な偏光方向をもつ基本波のみを反射するため、当該偏光方向をもつ基本波のみが発振する。
この基本波が非線形光学結晶を通過すると、非線形光学結晶により第2高調波が発生する。第2高調波は、非線形光学結晶側に配置された反射鏡を通過して、外部へ出力される。
In the second harmonic generator of the present invention described above, when the excitation light from the excitation light source enters the fundamental wave generating crystal, the fundamental wave generating crystal resonates in an optical resonator composed of a pair of reflecting mirrors. The fundamental wave oscillates. Since the optical resonator reflects only the fundamental wave having the polarization direction parallel to the extending direction of the grating layer, only the fundamental wave having the polarization direction oscillates.
When this fundamental wave passes through the nonlinear optical crystal, a second harmonic is generated by the nonlinear optical crystal. The second harmonic passes through the reflecting mirror disposed on the nonlinear optical crystal side and is output to the outside.

本発明によれば、基本波の共振する偏光方向を一方向に規定することにより、安定した出力で第2高調波を発生することができる第2高調波発生装置を実現できる。   According to the present invention, it is possible to realize a second harmonic generator capable of generating the second harmonic with a stable output by defining the polarization direction in which the fundamental wave resonates in one direction.

以下に、本発明の半導体装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る第2高調波発生装置1の構成を示す斜視図である。図2は、図1に示す第2高調波発生装置1を図中x方向から見た側面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the second harmonic generator 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a side view of the second harmonic generator 1 shown in FIG. 1 as viewed from the x direction.

本実施形態に係る第2高調波発生装置1は、励起光源2と、励起光源2によってポンピングされる基本波発生結晶(固体レーザ媒質)3と、非線形光学結晶4と、基本波発生結晶3および非線形光学結晶4を介在させて対向する1対の反射鏡5,6からなる光共振器7とを有する。   The second harmonic generator 1 according to this embodiment includes an excitation light source 2, a fundamental wave generation crystal (solid laser medium) 3 pumped by the excitation light source 2, a nonlinear optical crystal 4, a fundamental wave generation crystal 3, and And an optical resonator 7 including a pair of reflecting mirrors 5 and 6 facing each other with a nonlinear optical crystal 4 interposed therebetween.

励起光源2は、例えば半導体レーザ素子により構成される。励起光源2は、例えば波長808nmの励起光(レーザ光)L0を出射する半導体レーザ素子が用いられる。励起光源2は、例えば図中、z方向に励起光L0を出射する。なお、図1では、励起光L0の出射方向をz方向とし、z方向に直交する2方向をx方向およびy方向とする。   The excitation light source 2 is composed of, for example, a semiconductor laser element. As the excitation light source 2, for example, a semiconductor laser element that emits excitation light (laser light) L0 having a wavelength of 808 nm is used. For example, the excitation light source 2 emits excitation light L0 in the z direction in the figure. In FIG. 1, the emission direction of the excitation light L0 is defined as the z direction, and the two directions orthogonal to the z direction are defined as the x direction and the y direction.

基本波発生結晶3は、励起光源2からの励起光L0によりポンピングされて、基本波(レーザ光)L1を発振する。基本波L1の波長は、例えば1064nmである。基本波発生結晶3は、例えば、Nd:YAG(YAl12)、Nd:YVOや、Nd:GdVOである。基本波発生結晶3は、例えば、x方向およびy方向における寸法が1mmであり、z方向における寸法が0.7mmである。 The fundamental wave generating crystal 3 is pumped by the excitation light L0 from the excitation light source 2, and oscillates the fundamental wave (laser light) L1. The wavelength of the fundamental wave L1 is 1064 nm, for example. The fundamental wave generating crystal 3 is, for example, Nd: YAG (Y 3 Al 5 O 12 ), Nd: YVO 4, or Nd: GdVO 4 . The fundamental wave generating crystal 3 has, for example, a dimension in the x direction and the y direction of 1 mm and a dimension in the z direction of 0.7 mm.

非線形光学結晶4は、基本波発生結晶3により発振された基本波L1を波長変換して、基本波の第2高調波(周波数が2倍のレーザ光)L2を発生する。非線形光学結晶4は、例えば、KTP(KTiOPO),BBO(β-BaB)、LN(LiNbO)、LT(LiTaO)、KN(KNbO)、LBO(LiB)、KDP(KHPO)により形成される。非線形光学結晶4は、例えば、x方向およびy方向における寸法が1mmであり、z方向における寸法が2.2mmである。非線形光学結晶4は、基本波発生結晶3の端面に紫外線硬化型接着剤により接着されている。 The nonlinear optical crystal 4 converts the wavelength of the fundamental wave L1 oscillated by the fundamental wave generation crystal 3 to generate a second harmonic (laser light having a double frequency) L2 of the fundamental wave. Nonlinear optical crystal 4 is, for example, KTP (KTiOPO 4 ), BBO (β-BaB 2 O 4 ), LN (LiNbO 3 ), LT (LiTaO 3 ), KN (KNbO 3 ), LBO (LiB 3 O 5 ), It is formed by KDP (KH 2 PO 4 ). The nonlinear optical crystal 4 has, for example, a dimension in the x direction and the y direction of 1 mm and a dimension in the z direction of 2.2 mm. The nonlinear optical crystal 4 is bonded to the end face of the fundamental wave generating crystal 3 with an ultraviolet curable adhesive.

図3は、基本波発生結晶3の光学軸と、非線形光学結晶4の光学軸の配置を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing the arrangement of the optical axis of the fundamental wave generating crystal 3 and the optical axis of the nonlinear optical crystal 4.

第2高調波発生を実現するには位相整合条件を満たす必要があるが、その方法の一つに角度チューニングがあり、タイプIとタイプIIに分類される。本実施形態では、タイプIIの位相整合条件を満たすものである。このため、基本波を発生する基本波発生結晶3の主軸3aと、非線形光学結晶4の主軸4aを45°傾けて配置する。主軸は、屈折率の高い軸とする。例えば、基本波発生結晶3の主軸3aをx軸方向に設定した場合には、非線形光学結晶4の主軸4aはxy平面においてx軸から45°傾いて設定される。基本波発生結晶では、通常、主軸に沿った偏光方向の基本波L1が発生される。   In order to realize the second harmonic generation, it is necessary to satisfy the phase matching condition. One of the methods is angle tuning, which is classified into type I and type II. In the present embodiment, the type II phase matching condition is satisfied. For this reason, the principal axis 3a of the fundamental wave generating crystal 3 that generates the fundamental wave and the principal axis 4a of the nonlinear optical crystal 4 are disposed so as to be inclined by 45 °. The main axis is a high refractive index axis. For example, when the principal axis 3a of the fundamental wave generating crystal 3 is set in the x-axis direction, the principal axis 4a of the nonlinear optical crystal 4 is set to be inclined by 45 ° from the x-axis in the xy plane. In the fundamental wave generating crystal, a fundamental wave L1 having a polarization direction along the principal axis is usually generated.

光共振器7を構成する一方の反射鏡5は、基本波発生結晶3の励起光源2側の端面に形成されている。反射鏡5は、励起光源2から出射された励起光L0を透過し、基本波発生結晶3から得られる基本波L1を反射する。また、反射鏡5は、基本波発生結晶3の主軸に沿った偏光方向の基本波L1のみを反射させる。   One reflecting mirror 5 constituting the optical resonator 7 is formed on the end face of the fundamental wave generating crystal 3 on the excitation light source 2 side. The reflecting mirror 5 transmits the excitation light L0 emitted from the excitation light source 2 and reflects the fundamental wave L1 obtained from the fundamental wave generating crystal 3. The reflecting mirror 5 reflects only the fundamental wave L1 in the polarization direction along the principal axis of the fundamental wave generating crystal 3.

光共振器7を構成する他方の反射鏡6は、非線形光学結晶4の第2高調波L2出射側の端面に形成されている。他方の反射鏡6は、非線形光学結晶4で波長変換された第2高調波L2を透過し、基本波L1を反射する。また、反射鏡6は、基本波発生結晶3の主軸に沿った偏光方向の基本波L1のみを反射させる。   The other reflecting mirror 6 constituting the optical resonator 7 is formed on the end face of the nonlinear optical crystal 4 on the emission side of the second harmonic L2. The other reflecting mirror 6 transmits the second harmonic L2 wavelength-converted by the nonlinear optical crystal 4 and reflects the fundamental wave L1. The reflecting mirror 6 reflects only the fundamental wave L1 in the polarization direction along the principal axis of the fundamental wave generating crystal 3.

図4は、反射鏡5(6)の構成を説明するための断面図である。図4は、反射鏡5の場合には基本波発生結晶3の端面における断面図に相当し、反射鏡6の場合には非線形光学結晶4の端面における断面図に相当する。   FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the reflecting mirror 5 (6). 4 corresponds to a cross-sectional view of the end face of the fundamental wave generating crystal 3 in the case of the reflecting mirror 5, and corresponds to a cross-sectional view of the end face of the nonlinear optical crystal 4 in the case of the reflecting mirror 6. FIG.

反射鏡5,6は、誘電体多層膜ミラー10からなる第1反射部と、誘電体多層膜ミラー10の最上層に形成されたグレーティング部20からなる第2反射部とを有する。   Each of the reflecting mirrors 5 and 6 includes a first reflecting portion made of the dielectric multilayer mirror 10 and a second reflecting portion made of the grating portion 20 formed in the uppermost layer of the dielectric multilayer mirror 10.

誘電体多層膜ミラー10は、屈折率(n)が異なり、厚さがλ/4n(λ:反射させる光の波長)からなる2つの低屈折率膜11と高屈折率膜12を交互に多層(20〜40層程度)積層することにより、反射率を100%近くにしたミラーである。低屈折率膜11は例えばSiO膜により形成され、高屈折率膜12は例えばTiO膜あるいはTa膜により形成される。誘電体多層膜ミラー10は、例えばスパッタリングにより形成される。 The dielectric multilayer film mirror 10 has two low-refractive index films 11 and high-refractive index films 12 alternately having different refractive indexes (n) and thicknesses of λ / 4n (λ: wavelength of light to be reflected). (About 20 to 40 layers) A mirror having a reflectance of nearly 100% by being laminated. The low refractive index film 11 is formed by, for example, a SiO 2 film, and the high refractive index film 12 is formed by, for example, a TiO 2 film or a Ta 2 O 5 film. The dielectric multilayer mirror 10 is formed by sputtering, for example.

反射鏡5および反射鏡6の誘電体多層膜ミラー10は、ともに基本波L1を反射する必要がある。このため、例えば低屈折率膜11の屈折率をn1とし、基本波L1の波長をλとすると、各低屈折率膜11の膜厚はλ/4n1に設定される。また、高屈折率膜12の屈折率をn2とし、基本波L1の波長をλとすると、各高屈折率膜12の膜厚はλ/4n2に設定される。   Both the dielectric multilayer mirror 10 of the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror 6 need to reflect the fundamental wave L1. Therefore, for example, when the refractive index of the low refractive index film 11 is n1 and the wavelength of the fundamental wave L1 is λ, the film thickness of each low refractive index film 11 is set to λ / 4n1. When the refractive index of the high refractive index film 12 is n2 and the wavelength of the fundamental wave L1 is λ, the film thickness of each high refractive index film 12 is set to λ / 4n2.

図5(a)はグレーティング部20の構成を示す断面図であり、図5(b)はグレーティング部20の平面図である。   FIG. 5A is a cross-sectional view showing the configuration of the grating portion 20, and FIG. 5B is a plan view of the grating portion 20.

グレーティング部20は、誘電体多層膜ミラー10の上面に形成される。グレーティング部20は、ストライプ状に形成されたグレーティング層21を有する。グレーティング層21のストライプ方向は、基本波発生結晶3の光軸に平行に形成される。   The grating portion 20 is formed on the upper surface of the dielectric multilayer mirror 10. The grating portion 20 has a grating layer 21 formed in a stripe shape. The stripe direction of the grating layer 21 is formed parallel to the optical axis of the fundamental wave generating crystal 3.

グレーティング層21のピッチPを基本波L1の波長程度の大きさにすることにより、グレーティング層21のストライプに平行な偏光方向の基本波と、ストライプに垂直な方向な偏光方向の基本波とで反射率に違いが現れる。反射率の大きさは、グレーティング層21の屈折率(n)と幅Wおよび膜厚dに依存する。   By making the pitch P of the grating layer 21 as large as the wavelength of the fundamental wave L1, it is reflected by the fundamental wave in the polarization direction parallel to the stripe of the grating layer 21 and the fundamental wave in the polarization direction perpendicular to the stripe. A difference appears in the rate. The magnitude of the reflectance depends on the refractive index (n), the width W, and the film thickness d of the grating layer 21.

例えば、基本波L1の波長を1064nmとした場合には、グレーティング層21のピッチPを1064nm程度に設定し、グレーティング層21の幅Wを数十nm〜数百nmに設定し、グレーティング層21の膜厚dを40〜50nmに設定する。これにより、グレーティング部20は、グレーティング層21のストライプに平行な偏光方向の基本波に対しては高反射率となり、グレーティング層21のストライプに垂直な偏光方向の基本波に対しては低反射率となる。   For example, when the wavelength of the fundamental wave L1 is 1064 nm, the pitch P of the grating layer 21 is set to about 1064 nm, the width W of the grating layer 21 is set to several tens nm to several hundreds nm, The film thickness d is set to 40-50 nm. As a result, the grating section 20 has a high reflectance for the fundamental wave in the polarization direction parallel to the stripe of the grating layer 21 and a low reflectance for the fundamental wave in the polarization direction perpendicular to the stripe of the grating layer 21. It becomes.

この結果、グレーティング部20を備える反射鏡5,6からなる光共振器7により、グレーティング層21のストライプに平行な偏光方向の基本波L1のみが共振され、基本波の単一偏光モード発振が実現される。   As a result, only the fundamental wave L1 in the polarization direction parallel to the stripe of the grating layer 21 is resonated by the optical resonator 7 including the reflecting mirrors 5 and 6 including the grating unit 20, and single polarization mode oscillation of the fundamental wave is realized. Is done.

上記のグレーティング層21は、例えば誘電体多層膜ミラー10を構成する低屈折率膜11あるいは高屈折率膜12をパターニングすることにより形成される。パターニングは、電子線描画とエッチング(ドライエッチングあるいはウェットエッチング)により行われる。   The grating layer 21 is formed, for example, by patterning the low refractive index film 11 or the high refractive index film 12 constituting the dielectric multilayer mirror 10. The patterning is performed by electron beam drawing and etching (dry etching or wet etching).

グレーティング部20は、グレーティング層21の形成により一定間隔で屈折率が異なる部分が形成されていれば良い。このため、グレーティング層21は、上記のように物理的にストライプ形状を有する場合の他、低屈折率膜11あるいは高屈折率膜12に水素やヘリウムなどのイオン注入を行い、屈折率の小さいストライプ状のグレーティング層21を形成することによっても実現できる。   The grating portion 20 only needs to be formed with portions having different refractive indexes at regular intervals due to the formation of the grating layer 21. Therefore, in addition to the case where the grating layer 21 has a physical stripe shape as described above, the low refractive index film 11 or the high refractive index film 12 is ion-implanted with hydrogen, helium, etc. It can also be realized by forming a grating layer 21 having a shape.

次に、上記の本実施形態に係る第2高調波発生装置1の動作について、図2を参照して説明する。   Next, the operation of the second harmonic generator 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

励起光源2から出射されたポンピング光となる励起光L0が基本波発生結晶3に入射すると、反射鏡5と反射鏡6とにより構成される光共振器7内で共振動作して、基本波発生結晶3の光軸3aに平行な偏光方向の基本波L1のみが発振する。このとき、基本波発生結晶3の光軸3aとは異なる偏光方向の基本波L1は発振されない。   When excitation light L0, which is pumping light emitted from the excitation light source 2, is incident on the fundamental wave generating crystal 3, it resonates in an optical resonator 7 composed of the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror 6 to generate fundamental waves. Only the fundamental wave L1 having a polarization direction parallel to the optical axis 3a of the crystal 3 oscillates. At this time, the fundamental wave L1 having a polarization direction different from that of the optical axis 3a of the fundamental wave generating crystal 3 is not oscillated.

この基本波L1が非線形光学結晶4を通過すると、非線形光学結晶4により基本波L1が波長変換されて、基本波L1の第2高調波L2が反射鏡6を通過して、第2高調波発生装置1から出力される。波長1064nmの基本波L1が発振されると、波長532nmの第2高調波L2が得られるため、いわゆる緑色レーザ光を出力することができる。   When the fundamental wave L1 passes through the nonlinear optical crystal 4, the fundamental wave L1 is wavelength-converted by the nonlinear optical crystal 4, and the second harmonic L2 of the fundamental wave L1 passes through the reflecting mirror 6 to generate the second harmonic. Output from the device 1. When the fundamental wave L1 with a wavelength of 1064 nm is oscillated, a second harmonic L2 with a wavelength of 532 nm is obtained, and so-called green laser light can be output.

以上説明したように、本実施形態では、光共振器7を構成する反射鏡5,6は、一つの偏光方向の基本波L1のみを反射させるグレーティング部20を備えることから、基本波L1の単一偏光モード発振を実現することができる。このため、単一の偏光方向をもつ第2高調波L2を出力することができる。   As described above, in the present embodiment, the reflecting mirrors 5 and 6 constituting the optical resonator 7 include the grating unit 20 that reflects only the fundamental wave L1 in one polarization direction. One polarization mode oscillation can be realized. Therefore, the second harmonic L2 having a single polarization direction can be output.

従って、励起光源2への注入電流を増加させて、励起光L0の出力を増加させた場合であっても、安定した出力で第2高調波L2を発生することができる。また、励起光源2のFFP(ファーフィールドパターン)特性や発振波長特性、並びに基本波発生結晶3の吸収発光特性に影響されずに、安定した出力で第2高調波L2を発生することができる。さらに、第2高調波L2の偏光方向の直線性が向上するため、アプリケーションにおいて第2高調波L2の偏波利用が可能となる。   Therefore, even if the injection current to the excitation light source 2 is increased to increase the output of the excitation light L0, the second harmonic L2 can be generated with a stable output. In addition, the second harmonic L2 can be generated with a stable output without being affected by the FFP (far field pattern) characteristics and the oscillation wavelength characteristics of the excitation light source 2 and the absorption and emission characteristics of the fundamental wave generating crystal 3. Furthermore, since the linearity of the polarization direction of the second harmonic L2 is improved, the polarization of the second harmonic L2 can be used in the application.

また、本実施形態では、光共振器7を構成する一方の反射鏡5は、基本波発生結晶3の励起光源2側の端面に形成され、光共振器7を構成する他方の反射鏡6は、非線形光学結晶4の第2高調波L2出射側の端面に形成されている。反射鏡5および反射鏡6として別個の部品を設ける必要がなくなるため、部品点数を削減することができ、第2高調波発生装置1を小型化できるという利点がある。   In the present embodiment, one reflecting mirror 5 constituting the optical resonator 7 is formed on the end surface of the fundamental wave generating crystal 3 on the excitation light source 2 side, and the other reflecting mirror 6 constituting the optical resonator 7 is The nonlinear optical crystal 4 is formed on the end face of the second harmonic L2 emission side. Since there is no need to provide separate parts as the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror 6, there is an advantage that the number of parts can be reduced and the second harmonic generator 1 can be downsized.

(第2実施形態)
図6は、第2実施形態に係る第2高調波発生装置1の構成を示す斜視図である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the second harmonic generator 1 according to the second embodiment.

第2実施形態では、光共振器7を構成する一対の反射鏡5,6が、基本波発生結晶3および非線形光学結晶4に対して所定の間隔を隔てて配置されている。本実施形態では、第1実施形態と異なり、反射鏡5および反射鏡6として別個の部品を設ける。   In the second embodiment, the pair of reflecting mirrors 5 and 6 constituting the optical resonator 7 are arranged with a predetermined distance from the fundamental wave generating crystal 3 and the nonlinear optical crystal 4. In the present embodiment, unlike the first embodiment, separate components are provided as the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror 6.

反射鏡5,6は、第1実施形態と同様に、誘電体多層膜ミラー10からなる第1反射部と、誘電体多層膜ミラー10の最上層に形成されたグレーティング部20からなる第2反射部とを有する。なお、これらの第1反射部および第2反射部は、透明基板上に形成される。   Similarly to the first embodiment, the reflecting mirrors 5 and 6 include a first reflecting portion formed of the dielectric multilayer mirror 10 and a second reflecting portion 20 formed of the grating portion 20 formed on the uppermost layer of the dielectric multilayer mirror 10. Part. In addition, these 1st reflection parts and 2nd reflection parts are formed on a transparent substrate.

反射鏡5は、励起光源2側から順にグレーティング部20および誘電体多層膜ミラー10が形成されていても、誘電体多層膜ミラー10およびグレーティング部20の順に形成されていてもよい。   The reflecting mirror 5 may be formed with the grating part 20 and the dielectric multilayer mirror 10 in order from the excitation light source 2 side, or may be formed in the order of the dielectric multilayer film mirror 10 and the grating part 20.

同様に、反射鏡6は、光出力側から順にグレーティング部20および誘電体多層膜ミラー10が形成されていても、誘電体多層膜ミラー10およびグレーティング部20の順に形成されていてもよい。   Similarly, the reflecting mirror 6 may be formed with the grating part 20 and the dielectric multilayer mirror 10 in order from the light output side, or may be formed in the order of the dielectric multilayer film mirror 10 and the grating part 20.

本実施形態に係る第2高調波発生装置1によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   The second harmonic generator 1 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.

(第3実施形態)
図7は、第3実施形態に係る第2高調波発生装置1の構成を示す斜視図である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the second harmonic generator 1 according to the third embodiment.

第3実施形態では、基本波発生結晶3と非線形光学結晶4の間が接合されておらず、所定の間隔を隔てて配置されている例である。基本波発生結晶3と非線形光学結晶4との間の間隔は、例えば数μm〜数10μmである。   The third embodiment is an example in which the fundamental wave generating crystal 3 and the nonlinear optical crystal 4 are not joined and are arranged at a predetermined interval. The distance between the fundamental wave generating crystal 3 and the nonlinear optical crystal 4 is, for example, several μm to several tens of μm.

光共振器7を構成する一方の反射鏡5は、基本波発生結晶3の励起光源2側の端面に形成され、光共振器7を構成する他方の反射鏡6は、非線形光学結晶4の第2高調波L2出射側の端面に形成されている。   One reflecting mirror 5 constituting the optical resonator 7 is formed on the end face of the fundamental wave generating crystal 3 on the excitation light source 2 side, and the other reflecting mirror 6 constituting the optical resonator 7 is the second reflecting mirror 6 of the nonlinear optical crystal 4. It is formed on the end face of the second harmonic L2 emission side.

本実施形態に係る第2高調波発生装置1によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   The second harmonic generator 1 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.

(第4実施形態)
図8は、第4実施形態に係る第2高調波発生装置1の構成を示す斜視図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the second harmonic generator 1 according to the fourth embodiment.

第4実施形態では、基本波発生結晶3と非線形光学結晶4の間が接合されておらず、所定の間隔を隔てて配置されている例である。基本波発生結晶3と非線形光学結晶4との間の間隔は、例えば数μm〜数10μmである。   The fourth embodiment is an example in which the fundamental wave generating crystal 3 and the nonlinear optical crystal 4 are not joined and are arranged at a predetermined interval. The distance between the fundamental wave generating crystal 3 and the nonlinear optical crystal 4 is, for example, several μm to several tens of μm.

また、光共振器7を構成する一対の反射鏡5,6が、基本波発生結晶3および非線形光学結晶4に対して所定の間隔を隔てて配置されている。本実施形態では、第1実施形態と異なり、反射鏡5および反射鏡6として別個の部品を設ける。   A pair of reflecting mirrors 5 and 6 constituting the optical resonator 7 are arranged at a predetermined interval with respect to the fundamental wave generating crystal 3 and the nonlinear optical crystal 4. In the present embodiment, unlike the first embodiment, separate components are provided as the reflecting mirror 5 and the reflecting mirror 6.

反射鏡5,6は、第1実施形態と同様に、誘電体多層膜ミラー10からなる第1反射部と、誘電体多層膜ミラー10の最上層に形成されたグレーティング部20からなる第2反射部とを有する。なお、これらの第1反射部および第2反射部は、透明基板上に形成される。   Similarly to the first embodiment, the reflecting mirrors 5 and 6 include a first reflecting portion formed of the dielectric multilayer mirror 10 and a second reflecting portion 20 formed of the grating portion 20 formed on the uppermost layer of the dielectric multilayer mirror 10. Part. In addition, these 1st reflection parts and 2nd reflection parts are formed on a transparent substrate.

反射鏡5は、励起光源2側から順にグレーティング部20および誘電体多層膜ミラー10が形成されていても、誘電体多層膜ミラー10およびグレーティング部20の順に形成されていてもよい。   The reflecting mirror 5 may be formed with the grating part 20 and the dielectric multilayer mirror 10 in order from the excitation light source 2 side, or may be formed in the order of the dielectric multilayer film mirror 10 and the grating part 20.

同様に、反射鏡6は、光出力側から順にグレーティング部20および誘電体多層膜ミラー10が形成されていても、誘電体多層膜ミラー10およびグレーティング部20の順に形成されていてもよい。   Similarly, the reflecting mirror 6 may be formed with the grating part 20 and the dielectric multilayer mirror 10 in order from the light output side, or may be formed in the order of the dielectric multilayer film mirror 10 and the grating part 20.

本実施形態に係る第2高調波発生装置1によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。   The second harmonic generator 1 according to the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment.

本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本実施形態では、反射鏡5,6は、誘電体多層膜ミラー10からなる第1反射部と、グレーティング部20からなる第2反射部を備える構成について説明したが、第1反射部として金属ミラーを採用してもよい。また、グレーティング部20を構成するグレーティング層21として誘電体膜以外にも、金属膜を用いても良い。
The present invention is not limited to the description of the above embodiment.
In the present embodiment, the reflecting mirrors 5 and 6 have been described as having a configuration including the first reflecting portion made of the dielectric multilayer mirror 10 and the second reflecting portion made of the grating portion 20, but a metal mirror as the first reflecting portion. May be adopted. In addition to the dielectric film, a metal film may be used as the grating layer 21 constituting the grating portion 20.

また、本実施形態では、第2高調波として緑色レーザ光を得る例について説明したが、励起光源2、基本波発生結晶3の材料、非線形光学結晶4の材料を変更することにより、緑色レーザ以外にも他の波長の第2高調波を得ることもできる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
In the present embodiment, an example in which green laser light is obtained as the second harmonic has been described. In addition, second harmonics of other wavelengths can be obtained.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

第1実施形態に係る第2高調波発生装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 2nd harmonic generator which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す第2高調波発生装置を図中x方向から見た側面図である。It is the side view which looked at the 2nd harmonic generator shown in FIG. 1 from the x direction in the figure. 基本波発生結晶の光学軸と、非線形光学結晶の光学軸の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the optical axis of a fundamental wave generating crystal, and the optical axis of a nonlinear optical crystal. 反射鏡の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a reflective mirror. (a)はグレーティング部の構成を示す断面図であり、(b)はグレーティング部の上面図である。(A) is sectional drawing which shows the structure of a grating part, (b) is a top view of a grating part. 第2実施形態に係る第2高調波発生装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 2nd harmonic generator which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る第2高調波発生装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 2nd harmonic generator which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係る第2高調波発生装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 2nd harmonic generator which concerns on 4th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…第2高調波発生装置、2…励起光源、3…基本波発生結晶、4…非線形光学結晶、5…反射鏡、6…反射鏡、7…光共振器、10…誘電体多層膜ミラー、11…低屈折率膜、12…高屈折率膜、20…グレーティング部、21…グレーティング層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 2nd harmonic generator, 2 ... Excitation light source, 3 ... Fundamental wave crystal, 4 ... Nonlinear optical crystal, 5 ... Reflective mirror, 6 ... Reflective mirror, 7 ... Optical resonator, 10 ... Dielectric multilayer mirror , 11 ... Low refractive index film, 12 ... High refractive index film, 20 ... Grating part, 21 ... Grating layer

Claims (7)

励起光を発生する励起光源と、
前記励起光を入射して基本波を発生する基本波発生結晶と、
前記基本波の第2高調波を発生する非線形光学結晶と、
前記基本波発生結晶および前記非線形光学結晶を介在させて対向する1対の反射鏡を有する光共振器とを有し、
前記反射鏡は、一定間隔でグレーティング層が配置されたグレーティング部を有し、前記グレーティング層の延伸方向に平行な偏光方向をもつ前記基本波のみを反射する
第2高調波発生装置。
An excitation light source that generates excitation light;
A fundamental wave generating crystal that generates the fundamental wave upon incidence of the excitation light; and
A nonlinear optical crystal that generates a second harmonic of the fundamental wave;
An optical resonator having a pair of reflecting mirrors facing each other through the fundamental wave generating crystal and the nonlinear optical crystal;
The reflection mirror has a grating part in which grating layers are arranged at regular intervals, and reflects only the fundamental wave having a polarization direction parallel to the extending direction of the grating layer.
前記一対の反射鏡は、
異なる屈折率の膜が繰り返し積層された誘電体多層膜ミラーと、
前記誘電体多層膜ミラー上に形成されたグレーティング部と
を有する請求項1記載の第2高調波発生装置。
The pair of reflectors is
A dielectric multilayer mirror in which films having different refractive indexes are repeatedly laminated;
The second harmonic generator according to claim 1, further comprising: a grating portion formed on the dielectric multilayer mirror.
前記一対の反射鏡は、前記基本波発生結晶および前記非線形光学結晶の両端面上に形成された
請求項1記載の第2高調波発生装置。
The second harmonic generator according to claim 1, wherein the pair of reflecting mirrors are formed on both end faces of the fundamental wave generating crystal and the nonlinear optical crystal.
前記一対の反射鏡は、前記基本波発生結晶および前記非線形光学結晶に対して間隔を隔てて配置された
請求項1記載の第2高調波発生装置。
The second harmonic generator according to claim 1, wherein the pair of reflecting mirrors are disposed at a distance from the fundamental wave generating crystal and the nonlinear optical crystal.
前記基本波発生結晶の端面と前記非線形光学結晶の端面とが接合された
請求項1記載の第2高調波発生装置。
The second harmonic generator according to claim 1, wherein an end face of the fundamental wave generating crystal and an end face of the nonlinear optical crystal are joined.
前記基本波発生結晶と前記非線形光学結晶とが間隔を隔てて配置された
請求項1記載の第2高調波発生装置。
The second harmonic generator according to claim 1, wherein the fundamental wave generating crystal and the nonlinear optical crystal are arranged with a space therebetween.
前記基本波発生結晶の光学軸と、前記非線形光学結晶の光学軸とが傾いて配置された
請求項1記載の第2高調波発生装置。
The second harmonic generator according to claim 1, wherein an optical axis of the fundamental wave generating crystal and an optical axis of the nonlinear optical crystal are inclined.
JP2005112310A 2005-04-08 2005-04-08 Second higher harmonic generator Abandoned JP2006292942A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005112310A JP2006292942A (en) 2005-04-08 2005-04-08 Second higher harmonic generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005112310A JP2006292942A (en) 2005-04-08 2005-04-08 Second higher harmonic generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006292942A true JP2006292942A (en) 2006-10-26

Family

ID=37413603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005112310A Abandoned JP2006292942A (en) 2005-04-08 2005-04-08 Second higher harmonic generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006292942A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010039317A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Shimadzu Corp Optical element and method for manufacturing optical element

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010039317A (en) * 2008-08-07 2010-02-18 Shimadzu Corp Optical element and method for manufacturing optical element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006028078A1 (en) Passive q switch laser device
JP2006019603A (en) Coherent light source and optical device
JP5159815B2 (en) Wavelength conversion laser device
JP3683360B2 (en) Polarization control element and solid-state laser
JP2005057043A (en) Manufacturing method of solid-state laser apparatus and wavelength conversion optical member
EP1717916A2 (en) Laser oscillation device
JP2006292942A (en) Second higher harmonic generator
JPH06132595A (en) Secondary higher harmonic light emitter
JP3270641B2 (en) Solid state laser
EP1864954A2 (en) Method for joining optical members, structure for integrating optical members and laser oscillation device
JP2663197B2 (en) Laser diode pumped solid state laser
KR100366699B1 (en) Apparatus for generating second harmonic having internal resonance type
JP2006237530A (en) Light stimulation solid-state laser apparatus
JPH1195271A (en) Optical parametric oscillator
JPH11163451A (en) Laser
JPH0414024A (en) Secondary higher harmonic generation device
JPH06350173A (en) Polarized beam and longitudinal mode control element and solid-state laser device
JPH05343770A (en) Laser diode pumping solid laser
JP2005274980A (en) Wavelength converting element and wavelength conversion laser by polarization inversion
JPH04335586A (en) Laser diode pumping solid-state laser
CN116724470A (en) Intracavity harmonic generation using layered nonlinear optics
JP2008047775A (en) Shg laser
JP2000138405A (en) Semiconductor laser-excited solid-state laser system
JPH0575189A (en) Laser diode pumping solid laser
JP5614638B2 (en) Solid state laser

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080311

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20080416