JP2008522432A - 耐久性高パワーレーザの波長変換用非線形水晶の改良 - Google Patents
耐久性高パワーレーザの波長変換用非線形水晶の改良 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008522432A JP2008522432A JP2007544368A JP2007544368A JP2008522432A JP 2008522432 A JP2008522432 A JP 2008522432A JP 2007544368 A JP2007544368 A JP 2007544368A JP 2007544368 A JP2007544368 A JP 2007544368A JP 2008522432 A JP2008522432 A JP 2008522432A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- medium
- laser
- optical
- overlay
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
-
- 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
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
【課題】レーザ波長変換のための改良手段を提供する。
【解決手段】波長変換器(34a)、例えば非線形水晶は高調波長を基本波長又は異なる高調波長から分離させるために角度付き切断出射面(36a)を有する。固体光学オーバレイ媒体(28a)は変換器の角度付き切断出射面(36a)に一致するために切断される角度である入射面(38a)を有する。固体光学オーバレイ媒体(28a)は、基本波長及び選択高調波長に実質的に透過であり、波長変換器(34a)の屈折率に類似する屈折率を有し、波長変換器(34a)の各ダメージ閾値より大きい、選択波長でのダメージ閾値を有する。
【選択図】図1
【解決手段】波長変換器(34a)、例えば非線形水晶は高調波長を基本波長又は異なる高調波長から分離させるために角度付き切断出射面(36a)を有する。固体光学オーバレイ媒体(28a)は変換器の角度付き切断出射面(36a)に一致するために切断される角度である入射面(38a)を有する。固体光学オーバレイ媒体(28a)は、基本波長及び選択高調波長に実質的に透過であり、波長変換器(34a)の屈折率に類似する屈折率を有し、波長変換器(34a)の各ダメージ閾値より大きい、選択波長でのダメージ閾値を有する。
【選択図】図1
Description
著作権表示
著作権2005 エレクトロサイエンティフィックインダストリーズ社 本特許出願の開示内容の一部は著作権保護を受ける材料を含む。著作権者はその特許文献又は特許開示内容をいずれかの者によってファクシミリによって再生されることに対して、それが特許商標庁のファイル又は記録において現れるので異議はないが、それ以外はすべての著作権をどのような場合でも保持する(37 CFRセクション1.71(d))。
著作権2005 エレクトロサイエンティフィックインダストリーズ社 本特許出願の開示内容の一部は著作権保護を受ける材料を含む。著作権者はその特許文献又は特許開示内容をいずれかの者によってファクシミリによって再生されることに対して、それが特許商標庁のファイル又は記録において現れるので異議はないが、それ以外はすべての著作権をどのような場合でも保持する(37 CFRセクション1.71(d))。
技術分野
本発明は、高パワーレーザ波長変換に関し、特に、耐久性を促進するための非線形水晶の改良に関する。
本発明は、高パワーレーザ波長変換に関し、特に、耐久性を促進するための非線形水晶の改良に関する。
発明の背景
レーザシステムは、通信、医学及び微細加工を含む種々の適用に使用されている。これらの適用は種々のレーザ波長及び出力パワーを利用する。残念なことに、利用可能なレーザ波長は、比較的制限された数の波長で有用なレーザ出力を放射する少数のレーザ媒質組成物の放射能力によって制限される。
レーザシステムは、通信、医学及び微細加工を含む種々の適用に使用されている。これらの適用は種々のレーザ波長及び出力パワーを利用する。残念なことに、利用可能なレーザ波長は、比較的制限された数の波長で有用なレーザ出力を放射する少数のレーザ媒質組成物の放射能力によって制限される。
利用可能なレーザ波長の数は種々の波長変換方法の使用によって拡大されている。これらの方法はレーザ媒質によって放射される波長の高調波長を提供するためにレーザ空洞内又はレーザ空洞外の非線形水晶の使用を含む。KTP(カリウムチタニルリン酸塩、KTiOPO4)、BBO(ベータホウ酸バリウム、β−BaB2O4)及びLBO(リチウムトリホウ酸塩、LiB3O5)は、レーザ波長変換にほぼ一般的に使用される非線形水晶である。これらの水晶の特性は、それらが一般的に、大きい非線形光学係数、広範囲な透過性及び位相整合領域、広い角度帯域幅及び小さいウォークオフ(walk−off)角、高光学的均一性及び効率的な周波数変換を持つ以外異なる。
また、ほとんどの非線形水晶は、例えば吸湿性及び/又は静電性であること、又はかろうじて満足するダメージ閾値を有するという不利益を持っている。反射防止(AR)被覆又は他の被覆は一般的に、損失を軽減するために水晶表面に適用される。また、被覆は湿気又は他の汚染から水晶を保護する。残念なことに、非線形水晶を被覆することは、主として非線形水晶の材料の性質によって、伝統的な光学材料、例えば溶融シリカ、サファイア及びYAG等を被覆することに比較してより困難である。また、非線形水晶を被覆することも、特に高パワー及び/又は紫外(UV)波長を適用する場合において、光学的ダメージになり易い。
グロスマン等の米国特許第5,850,407号において、3重LBO水晶は、重大な損失を導入することなく偏光基本波ビーム及び第3高調波ビームを分離するために被覆されていないブルースター角カット分散出力面を備える。第3高調波水晶の被覆されていないブルースター角カット分散出力面は潜在的な紫外誘起ダメージ及び強化耐久性にあまり敏感ではない。
グロスマン等の米国特許第6,697,391号において、4重水晶は、重大な損失を導くことなく偏光基本波ビーム及び第3高調波ビームを分離するために被覆されていないブルースター角カット分散出力面を備える。第3高調波水晶の被覆されていないブルースター角カット分散出力面は潜在的な紫外誘起ダメージ及び強化耐久性に少し敏感ではない。多くの産業的な適用は、高パワーレベル(150μmスポットサイズに対して107から109W/cm2より大きいピークパワー)で何千時間(典型的には、10000時間超)も実質的にダメージのない動作(0.1%未満のダメージ誘起損失)を要求する。
それにもかかわらず、水晶の非常に静電的な性質によって、剥き出しのLBO面及び他の剥き出しの周波数(又は波長)変換水晶表面に対して、顕著な汚染の危険性がある。その表面の汚染は水晶のダメージ閾値を特に高UVパワーで減少させ、表面ダメージはUVパワー安定性を危うくする。多くの周波数変換水晶もまた性質上、吸湿性を有し、大気中の湿気を吸収でき、それによって、時間とともに劣化し、やがてレーザダメージを水晶表面に引き起こす。したがって、これらの周波数変換水晶のいくつかに対する被覆は望ましい。
したがって、本発明の目的は、レーザ波長変換用の改良手段を提供することにある。
ある実施例において、波長変換器、たとえば非線形水晶は、高調波長を分離させるために伝播基本波長の光学軸線に対して角度を持って切断される出射面を有する。固体光学オーバレイは、波長変換器出射面に整合する角度でも切断される入射面を有し、光学的に波長変換器に接続される。いくつかの実施例において、光学オーバレイは一般的に、第3高調波長に実質的に透過性を有し、波長変換器の屈折率に類似の屈折率を有し、波長変換器の基本波長及び/又は高調波長でのダメージ閾値より大きいダメージ閾値を持つ。
本発明の追加の特徴及び利点は、添付図面に関連して進める、その好ましい実施例の詳細な説明から明らかになる。
図1は、レーザ媒質12とフォールドミラー18及び端部ミラー20,22から反射する光学路16に沿って配置される混合波長変換要素14a(総称して、混合波長変換要素14)とを使用するレーザ10の実施例の概略図である。レーザ媒質12は好ましくは慣用の固体レーザ生成材料、例えばYAG、YLF、YVO4、YALO、サファイア、アレキサンドライト、又はCrSAF組成物を含み、赤外(IR)基本波長を有するレーザ放射又はレーザエネルギーを好ましくは生成する。
かかる組成物は典型的にはNd、Yb、Er又はTmでドープされる。典型的な基本レーザIR波長は限定的ではないが、750〜800nm、1064nm、1047nm及び1320nmを含む。しかし、当業者は、種々の他の波長、例えば可視波長及びレーザ媒質又はレーザガス、CO2、エキシマ又は銅蒸気レーザを含むレーザタイプは使用できる。固体レーザ媒質は好ましくはダイオードレーザ又はダイオードレーザアレイによって励起されるが、任意の慣用のレーザ励起デバイス又はレーザ励起スキームが使用できる。
ある実施例において、第1の波長変換器24は光学路16に沿って伝搬する基本波長又は第1高調波長のレーザ放射の一部又は全部を、第2高調波長を有するレーザ放射に変換する。第1の波長変換器24は、限定されないが、BBO、BIBO(ビスマストリホウ酸塩、BiB3O6)、LiO3(リチウムヨウ素酸塩)、LiNbO3(リチウムニオブ酸塩)、LBO、KDP(リン酸二水素カリウムKH2PO4)、KTA(カリウムジアニルヒ酸塩)、KTP、AgGaS2(銀ガリウム硫化物)、AgGaSe2(銀ガリウムセレナイト)又はそれらの誘導体を含む組成物を含む非線形水晶を好ましくは含むが、他の波長変換材料を含むことができる。
反射防止被覆は選択的に第1の波長変換器24に適用でき、及び/又は第1の波長変換器24は、後述のように、選択的に固体光学オーバレイ媒体28a(総称して、固体光学オーバレイ媒体28)に光学的に接続できる。
混合波長変換ヨウ素14は固体光学オーバレイ媒体28に光学的に接続された第2の波長変換器34a(総称して、第2の波長変換器34)を含む。一般的な実施例において、第2の波長変換器34は高調波長(限定的ではないが、第1、第2又は第3高調波を含む)又はそれらの1又はそれ以上の組み合わせを有するレーザ放射を1又はそれ以上の選択高調波長(限定的ではないが、第2、第3、第4又は第5高調波を含む)を有するレーザ放射に変換する。ある実施例において、第2の波長変換器34は第2の高調波長を有するレーザ放射を、第4高調波長を有するレーザ放射に変換する。別の実施例において、第2の波長変換器34は第1及び第2の高調波長を有するレーザ放射を、第3高調波長を有するレーザ放射に変換する。第2の波長変換器34は第1の波長変換器24の同じ又は異なる非線形水晶又は他の波長変換材料を含むことができる。これらの波長変換材料は各々、選択高調波長でダメージ閾値を有する。
固体光学オーバレイ媒体28は、第2の波長変換器34及び/又はその反射防止被覆の各ダメージ閾値より好ましくは高い基本波波長及び1又はそれ以上の選択高調波長でのダメージ閾値を有する光学材料を含む。別法として、固体光学オーバレイ媒体28は、第2の波長変換器34の反射防止被覆の各特性及び/又はダメージ閾値より、基本波長及び1又はそれ以上の選択高調波長での良好な特性及び/又はダメージ閾値を有する反射防止被覆を使用する。
固体光学オーバレイ媒体28は、基本波長及び1又はそれ以上の選択高調波長に好ましくは実質的に透過性を有する光学材料を含む。
固体光学オーバレイ媒体28は、基本波長及び1又はそれ以上の選択高調波長に好ましくは実質的に透過性を有する光学材料を含む。
固体光学オーバレイ媒体28もまた、基本波長及び1又はそれ以上の選択高調波長で第2の波長変換器34の屈折率に類似する屈折率を持つ。一般的に、選択波長で、約0.02以内の屈折率は類似であると考えられる。しかし、当業者は、図2,3に示されるように、他の考慮事項、例えば各ダメージ閾値がない普通角が使用される場合、固体光学オーバレイ媒体28及び第2の波長変換器34間の最も近似する各屈折率は出力面36及び整合面38間の接触面の損失を最小限にするために最も好ましいことを理解する。当業者はまた、各屈折率が故意に異なる又はよく整合していない場合、第2の波長変換器34及び選択光学オーバレイ媒体28間のブルースター角は計算でき、図1、4に示されるように、接触面で反射損を最小限にするために製造されることを理解する。
いくつかの実施例において、第2の波長変換器34の出力面36a(総称して、出力面36)及び固体光学オーバレイ媒体28の整合面(総称して、整合面38)は例えば、ガイドや留め具で機械的に互いに対して光学的に接続される。いくつかの実施例において、出力面36及び整合面38は任意の適切な公知の拡散接合技術によって光学的に接続される。いくつかの好ましい拡散接合技術において、出力面36及び整合面38は整合角で切断され、一般的に選択高調波長より良好な光学的品質の平面度に研磨される。次に、出力面36及び整合面38は十分な時間、結合温度、適切な圧力で共に押圧される。いくつかの拡散接合技術において、結合温度は一般的に、第2の波長変換器34又は固体光学オーバレイ媒体28の少なくとも1つの少なくとも50〜70%の融解温度であり、接合圧力はcm2当たり数パウンドの範囲内にあり、熱は数時間、加えられる。拡散接合技術及び他の光学接点接合技術は光学機器産業において周知であり、波長変換材料の種々の組み合わせを固体光学オーバレイ材料に接合することは、当業者には困難ではない。模範的な固体光学オーバレイ媒体28は、限定的ではないが、ドープされていないYAG、サファイア、ルビー、溶融シリカ、クオーツ及びイリノイ州オーウェンからのED−2,ED−4,E−Y1等を含む。
図1によって例示される実施例において、第2の波長変換器34は出力面36aを有し、固体光学オーバレイ媒体28aは、レーザ10から高調波レーザ出力40a、40b(総称して、高調波レーザ出力40)を方向付けるためにθ1及びθ2とほぼ同じ角度で又は異なる角度θ1及びθ2で切断される出力面42a(総称して、出力面42)を有する。したがって、角度θ1及びθ2が同じ非普通角であるならば、固体光学オーバレイ媒体28aは平行四辺形の側面輪郭を有する。いくつかの実施例において、角度θ1及びθ2はミラー18,20間の光学路16の光学軸線46に対してほぼ20度から90度の間にある。
いくつかの好ましい実施例において、角度θ1は基本レーザ波長において第2の波長変換器34及び固体光学オーバレイ媒体28間に接触面に対するブルースター角によって決定できる。固体光学オーバレイ媒体28の屈折率がn1であり、選択偏光に対する基本波長での第2の波長変換器34の屈折率がn2であると仮定すれば、ブルースター角θbは
θb=arctan(n2/n1) (1)
によって決定される。
θb=arctan(n2/n1) (1)
によって決定される。
ここで、θ1は、
θ1=90−arcsin[(n1×sinθb)/n2] (2)
によって決定される。
θ1=90−arcsin[(n1×sinθb)/n2] (2)
によって決定される。
この選択適応によって、レーザビームは混合光学要素14の側面に実質的に平行な経路に沿って混合光学要素14を横断できる。
θ2は同じ公式によって決定でき、n1は空気の屈折率であり(n1=1)、n2は固体光学オーバレイ媒体28の屈折率である。
基本レーザ波長の偏光は好ましくは線形であり、平面内で光学軸線及び固体光学オーバレイ媒体28の外面に対する法線によって規定される。1つの好ましい高調波発生スキームは第3高調波が基本波と同じ線形偏光を有することである。この構成は、反射による光学損失が空気及び固体光学オーバレイ媒体28間の接触面及び固体光学オーバレイ媒体28及び第2の波長変換器34間の接触面の両方で実質的にゼロになるので、基本レーザ放射に対する光学反射防止に対する必要性を軽減する。第3高調波での屈折率は基本波での屈折率とは異なり、したがって第3高調波での正確なブルースター角は基本波でのブルースター角とは異なる。しかし、この差は非常に小さく、したがって基本波と同じ偏光を持つ第3高調波はブルースター角が付された接触面で非常に小さい損失を受けると共に、屈折率差は基本波からの高調波間の十分な角度的分離を確実にする。
図2は、光学軸線46にほぼ鉛直な固体光学オーバレイ媒体28bの出力面36b及び合致面38bを持つ波長変換器34bを有する混合光学要素14bの代替実施例の側面図である。しかし、出力面42bは上述のように角度θを持つ。
図3は、光学軸線46にほぼ鉛直である固体光学オーバレイ媒体28cの出力面36c及び整合面38cを有する波長変換器34cを有する混合光学要素14cの代替実施例の側面図である。出力面42bはまた、光学軸線46にほぼ鉛直であり、いくつかの実施例において、反射防止被覆によって被覆される。混合光学要素14cの実施例は、ミラー18又はミラー20が所望の高調波長、例えば第3高調波長用の出力結合ミラーであるレーザシステム10に使用できる。
図4は上述のように角度θ1で切断される出力面36dを有する波長変換器34dを有する混合光学要素14dの代替実施例の側面図であり、固体光学オーバレイ媒体28の整合面38dはほぼ整合した角度で切断される。出力面42dは光学軸線46にほぼ鉛直であり、いくつかの実施例において、反射防止被覆によって覆われる。混合光学要素14dの実施例は、ミラー18又はミラー20が所望の高調波長、例えば第3高調波長用の出力結合ミラーであるレーザシステム10に使用できる。
ある実施例において、第2の波長変換器34はKDP、KD*P、BBO、BIBO、LiO3、KTA、KTP又はLBO、又はそれらの誘導体を含み、固体光学オーバレイ媒体28は溶融シリカ、水晶、アンドープYAG、サファイア、ED−2、ED−4又はE−Y1を含む。
いくつかの実施例において、角度θ1は図2,3に示されるように、90度角として選択される。固体オーバレイ媒体28及び波長変換器28間の接触面の反射損を軽減するために又は最小限にするために、固体オーバレイ媒体28の屈折率は、波長変換器34の屈折率に好ましくは厳密に整合される。波長変換器34の共通材料の例として、LBOは基本波長1.06ミクロンで約1.60の屈折率を持つ。したがって、固体光学オーバレイ媒体28の潜在的な材料は、約1.555の対応指標を有するレーザグラスED−2である。この例では、接触面での反射による光学損失は約0.02%である。1.06ミクロンの基本波長の別の実施例において、BBOの固体光学オーバレイ媒体28は光学的品質のサファイアからなる固体光学オーバレイ媒体28に結合される。この例において、各屈折率は約1.655、約1.755であり、予測される単一路の反射損は約0.09%である。これらの反射損は典型的なレーザ空洞内部でさえ許容可能である。
θ1が式(1)及び(2)に基づいて選択される実施例において、固体光学オーバレイ媒体28の選択がその屈折率の組合せによってより制御される。ブルースター角と、基本波長、そのダメージ閾値、被覆が選択されるならば、材料に被覆するダメージ閾値から高調波及び光学製造の容易性から分離角とに影響を与える。当業者は、各光学材料ごとの光学被覆のダメージ閾値は典型的に、各光学材料の相対的ダメージ閾値と同等であり、各光学材料の光学面準備の実際に実現可能な品質に関する。したがって、固体光学オーバレイ媒体28の光学被覆は一般的に、各波長変換器34ごとの光学被覆よりかなり高いダメージ閾値を持つ。固体光学オーバレイ媒体28に対する高ダメージ閾値の反射防止被覆又は他の光学被覆は当業者に周知である。
多くの変形が本発明の基礎原理から逸脱することなく、上述の実施例の細部に対して行うことができることを当該技術分野の当業者には自明である。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ決定される。
Claims (59)
- 光学路に沿ってレーザ共振器内に配置された、第1の波長を有するレーザ放射の発生を容易にするレーザ媒質と、
前記光学路に沿って配置される波長変換媒体であって第1の波長、該第1の波長の高調波の1つ、又は前記第1の波長及び該第1の波長の前記高調波の前記1つの組み合わせから前記第1の波長に高調波的に関連した第2の波長に前記レーザ放射のパーセンテージを変換する波長変換媒体と、
前記波長変換媒体の変換器出射面に光学的に接続された固体光学オーバレイ媒体であって変換器出射面角度に整合するオーバレイ入射面を有する固体光学オーバレイ媒体とを含み、前記波長変換媒体は前記第1及び第2の波長でダメージ閾値と、前記波長変換媒体に入力する前記光学路の軸線に対する前記変換器出射面とを有し、前記固体光学オーバレイ媒体は前記第1及び第2の波長に実質的に透過性を有し、前記波長変換媒体のダメージ閾値より大きい、前記第1及び第2の波長の各々におけるダメージ閾値を有する、高調波レーザ。 - 前記変調器の出射面角度は0度より大きく、かつ90度以下である、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記変換器出射面角度は90度未満であり、前記第1の波長を有する前記レーザ放射から前記第2の波長を有する前記レーザ波長を分離するために機能する、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記変換器出射面角度は、前記波長変換媒体に入力する前記光学路の前記軸線に対して約20度から約90度である、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記波長変換媒体及び前記光学オーバレイ媒体は類似の屈折率を有する、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記波長変換媒体はAgGaS2、AgGaSe2、BBO、KTA、KTP、KD*P/KDP、LiNbO3、LiLO3、LBO又はそれらの誘導体を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は溶融シリカ、クオーツ、アンドープYAG、ED−2、ED−4又はE−Y1である、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記波長変換媒体に拡散結合される、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は、約ブルースター角でオーバレイ出射面角度を含み、反射防止被覆なく前記第1及び第2の波長で放射を伝搬する、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記第2の波長は紫外波長を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記波長変換媒体及び前記固体光学オーバレイ媒体は異なる屈折率を有する、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記波長変換媒体及び前記固体光学オーバレイ媒体は互いに機械的に保持される、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は、前記第1及び第2の波長で前記レーザ放射を伝搬する反射防止被覆を有するオーバレイ出射面を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記波長変換媒体は前記レーザ共振器内に配置される、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記波長変換媒体は前記レーザ共振器の外部に配置される、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記レーザ媒質は固体状態レーザ水晶又は励起レーザ、CO2レーザ又は銅蒸発レーザの放電チャンバーの中身を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記レーザ媒質はYAG、YLF、YVO4、YALO又はCrLiSAF組成物を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記第2の波長は第2高調波長、第3高調波長、第4高調波長又は第5高調波長を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記第2の波長は紫外波長を含む、請求項9に記載の高調波レーザ。
- 前記第2の波長での前記レーザ放射は微細加工のために使用される、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記レーザ放射はビア穿孔又はウェハ切断のために使用される、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記レーザ共振器は出力カプラとして機能する端部ミラーを有し、前記第1の波長を有する前記レーザ放射から前記第2の波長を有する前記レーザ放射を分離するために適用される、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記光学オーバレイ媒体は前記第1及び第2の波長で前記レーザ放射を伝搬する光学被覆を有するオーバレイ出射面を含み、前記光学被覆は前記波長変換媒体に適用される典型的な光学被覆のダメージ閾値より大きい前記第1及び第2の波長の各々でダメージ閾値を有する、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は、前記変換器出射面角度とほぼ同じオーバレイ出射面角度を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記変換器出射面角度と大きく異なるオーバレイ出射面角度を含む、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 第1の波長、該第1の波長の高調波の1つ、又は前記第1の波長及び該第1の波長の前記高調波の前記1つの組み合わせから前記第1の波長に高調波的に関連した第2の波長におけるレーザ放射のパーセンテージを変換する波長変換媒体と、
前記波長変換媒体の変換器出射面に光学的に接続された固体光学オーバレイ媒体であって変換器出射面角度に整合するオーバレイ入射面を有する固体光学オーバレイ媒体とを含み、前記波長変換媒体は光学路に沿って伝播するレーザ放射を受け取るための入射面を有し、前記波長変換媒体は前記第1及び第2の波長の各々でダメージ閾値と前記波長変換媒体に入力する前記光学路の軸線に対する前記変換器出射面を有し、前記固体光学オーバレイ媒体は前記第1及び第2の波長に相対的に透過性を有し、前記第2の波長で前記波長変換媒体の屈折率に類似する屈折率を有し、前記第2の波長での前記波長変換媒体のダメージ閾値より大きい、前記第2の波長でのダメージ閾値を有する、混合光学要素。 - 前記変換器出射面角度は前記波長変換媒体に入力する前記光学路の前記軸線に対して約20度から約90度である、請求項26に記載の混合光学要素。
- 前記変換器入射面角度は90度未満であり、前記第1の波長を有する前記レーザ放射から前記第2の波長を有する前記レーザ波長を分離するために機能する、請求項26に記載の混合光学要素。
- 前記波長変換媒体はAgGaS2、AgGaSe2、BBO、KTA、KTP、KD*P/KDP、LiNbO3、LiLO3、LBO又はそれらの誘導体を含む、請求項28に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は溶融シリカ、クオーツ、アンドープYAG、ED−2、ED−4又はE−Y1である、請求項29に記載の混合光学要素。
- 前記波長変換媒体はAgGaS2、AgGaSe2、BBO、KTA、KTP、KD*P/KDP、LiNbO3、LiLO3、LBO又はそれらの誘導体を含む、請求項26に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は溶融シリカ、クオーツ、アンドープYAG、ED−2、ED−4又はE−Y1である、請求項31に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記波長変換媒体に拡散結合される、請求項32に記載の混合光学要素。
- 前記第2の波長は紫外波長を含む、請求項33に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記変換器出射面角度とほぼ同じオーバレイ出射面角度を含む、請求項33に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記変換器の出射面角度と大きく異なるオーバレイ出射面角度を含む、請求項33に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は、前記変換器出射面角度とほぼ同じオーバレイ出射面角度を含む、請求項26に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記変換器の出射面角度と大きく異なるオーバレイ出射面角度を含む、請求項26に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記波長変換媒体に拡散結合される、請求項26に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は溶融シリカ、クオーツ、アンドープYAG、ED−2、ED−4又はE−Y1である、請求項26に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記波長変換媒体に拡散結合される、請求項40に記載の混合光学要素。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は、約ブルースター角のオーバレイ出射面角度を含み、反射防止被覆なく前記第1及び第2の波長で放射を伝搬する、請求項1に記載の混合光学要素。
- 前記光学オーバレイ媒体は前記第1及び第2の波長で前記レーザ放射を伝搬する、光学被覆を有するオーバレイ出射面を含み、前記光学被覆は前記波長変換媒体に適用される典型的な光学被覆のダメージ閾値より大きい前記第1及び第2の波長の各々におけるダメージ閾値を有する、請求項1に記載の高調波レーザ。
- 励起パワーをレーザ媒質に供給すること、
光学路に沿って伝播する第1の波長を有するレーザ放射を発生するために前記レーザ媒質を使用すること、
第1の波長、該第1の波長の1つの高調波、又は前記第1の波長及び該第1の波長の前記1つの前記高調波の組み合わせから前記第1の波長に高調波的に関連した第2の波長でレーザ放射のパーセンテージを変換するために波長変換媒体を使用すること、
前記波長変換媒体の変換器出射面に光学的に接続された固体光学オーバレイ媒体を使用すること、
前記第2の波長のレーザ放射を前記固体光学オーバレイ媒体の出射面を通して伝播することを含み、
前記波長変換媒体は前記第1及び第2の波長でダメージ閾値と前記波長変換媒体に入力する前記光学路の軸線に対する変換器出射面角度を有する変換器出射面とを有し、
前記固体光学オーバレイ媒体は前記波長変換媒体の各ダメージ閾値より大きい出射面において前記第1及び第2の波長でダメージ閾値を有する、高調波レーザ出力を発生する方法。 - 前記固体光学オーバレイ及び前記波長変換媒体は互いに0.02以内の値を有する前記第2の波長で屈折率を有する、請求項44に記載の方法。
- 前記波長変換媒体はAgGaS2、AgGaSe2、BBO、KTA、KTP、KD*P/KDP、LiNbO3、LiLO3、LBO又はそれらの誘導体を含む、請求項44に記載の方法。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は溶融シリカ、クオーツ、アンドープYAG、ED−2、ED−4又はE−Y1である、請求項44に記載の方法。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記波長変換媒体に拡散結合される、請求項44に記載の方法。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は、約ブルースター角のオーバレイ出射面角度を含み、反射防止被覆なく前記第1及び第2の波長で放射を伝搬する、請求項44に記載の方法。
- 前記第2の波長は第2高調波長、第3高調波長、第4高調波長又は第5高調波長を含む、請求項44に記載の方法。
- 前記第2の波長の前記レーザ放射は微細加工のために使用される、請求項44に記載の方法。
- 前記レーザ放射はビア穿孔又はウェハ切断のために使用される、請求項44に記載の方法。
- 前記波長変換媒体及び前記固体光学オーバレイ媒体は互いに機械的に保持される、請求項44に記載の方法。
- 前記光学オーバレイ媒体は前記第1及び第2の波長で前記レーザ放射を伝搬する光学被覆を有するオーバレイ出射面を含み、前記光学被覆は、前記波長変換媒体に適用される典型的な光学被覆のダメージ閾値より大きい前記第1及び第2の波長の各々におけるダメージ閾値を有する、請求項44に記載の方法。
- 前記第1の波長のレーザ波長から前記第2の波長のレーザ波長を分離するために前記波長変換媒体の出射面に前記変換器出射面角度を使用することを含む、請求項44に記載の方法。
- 前記第1の波長のレーザ波長から前記第2の波長のレーザ波長を分離するために出力結合端部ミラーを使用することを含む、請求項44に記載の方法。
- 前記変換器出射面角度は、前記波長変換媒体に入力する前記光学路の前記軸線に対して約20度から約90度である、請求項44に記載の方法。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記変換器出射面角度とほぼ同じオーバレイ出射面角度を含む、請求項44に記載の高調波レーザ。
- 前記固体光学オーバレイ媒体は前記変換器出射面角度と大きく異なるオーバレイ出射面角度を含む、請求項44に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/001,486 US20060114946A1 (en) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | Nonlinear crystal modifications for durable high-power laser wavelength conversion |
PCT/US2005/041379 WO2006060160A1 (en) | 2004-11-30 | 2005-11-15 | Nonlinear crystal modifications for durable high-power laser wavelength conversion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008522432A true JP2008522432A (ja) | 2008-06-26 |
JP2008522432A5 JP2008522432A5 (ja) | 2009-01-08 |
Family
ID=35841911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007544368A Abandoned JP2008522432A (ja) | 2004-11-30 | 2005-11-15 | 耐久性高パワーレーザの波長変換用非線形水晶の改良 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060114946A1 (ja) |
JP (1) | JP2008522432A (ja) |
KR (1) | KR20070085534A (ja) |
CN (1) | CN101103501A (ja) |
DE (1) | DE112005003025T5 (ja) |
GB (1) | GB2435125A (ja) |
TW (1) | TW200627738A (ja) |
WO (1) | WO2006060160A1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009534712A (ja) * | 2006-04-25 | 2009-09-24 | ミラー,アール.ジェイ.ドウェイン | レーザ光のハイパワー周波数変換のための非線形結晶における表面加熱効果の抑制 |
JP2010512651A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-22 | エレックス メディカル プロプライエタリー リミテッド | レーザ |
JP2014032300A (ja) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Oxide Corp | 非線形波長変換素子 |
JP2014519205A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-08-07 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | コンパクトな光周波数コム・システム |
US10014653B2 (en) | 2005-10-17 | 2018-07-03 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0609599D0 (en) * | 2006-05-15 | 2006-06-21 | Fundaci Privada Inst De Ci Nci | Optical parametric oscillator |
US7881159B2 (en) | 2006-12-18 | 2011-02-01 | Pgs Geophysical As | Seismic streamers which attentuate longitudinally traveling waves |
US7725271B2 (en) * | 2007-11-13 | 2010-05-25 | Gilbarco Inc. | Nozzle snap flow compensation |
JP2011192961A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-29 | Komatsu Ltd | レーザ装置、極端紫外光生成装置、およびメンテナンス方法 |
CN102944963B (zh) * | 2012-11-08 | 2015-05-13 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 一种用于外腔倍频紫外激光器的非线性晶体组件 |
CN105210245B (zh) * | 2013-03-14 | 2019-04-12 | Ipg光子公司 | 具有圆形输出光束的高效单通型谐波发生器 |
EP2973897B1 (en) * | 2013-03-14 | 2019-09-11 | IPG Photonics Corporation | Highly efficient, single-pass, harmonic generator with round output beam |
US9509112B2 (en) | 2013-06-11 | 2016-11-29 | Kla-Tencor Corporation | CW DUV laser with improved stability |
CN104078832A (zh) * | 2014-07-02 | 2014-10-01 | 温州大学 | 中红外波段自级联光学参量振荡激光器 |
CN104218440A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-17 | 福州紫凤光电科技有限公司 | 半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器 |
CN104716552A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-06-17 | 无锡庆源激光科技有限公司 | 光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器用谐振腔 |
US10175555B2 (en) | 2017-01-03 | 2019-01-08 | KLA—Tencor Corporation | 183 nm CW laser and inspection system |
JP7081094B2 (ja) | 2017-08-22 | 2022-06-07 | セイコーエプソン株式会社 | 波長変換素子、光源装置及びプロジェクター |
US10921261B2 (en) * | 2019-05-09 | 2021-02-16 | Kla Corporation | Strontium tetraborate as optical coating material |
CN110286542A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-09-27 | 南京钻石激光科技有限公司 | 激光辐射三倍率产生的装置 |
US11101614B1 (en) | 2020-02-26 | 2021-08-24 | Coherent Lasersystems Gmbh & Co. Kg | Second-harmonic generation crystal |
CN111636099A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-08 | 福建科彤光电技术有限公司 | 一种非线性晶体防潮解的方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5049762A (en) * | 1988-09-14 | 1991-09-17 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converter system |
JPH02219032A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-08-31 | Sony Corp | 光波長変換素子 |
US5052780A (en) * | 1990-04-19 | 1991-10-01 | The Aerospace Corporation | Dichroic beam splitter |
JP2821710B2 (ja) * | 1990-07-27 | 1998-11-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 発振光の波長変換装置 |
JPH09292638A (ja) * | 1996-04-25 | 1997-11-11 | Sony Corp | 高出力紫外線レーザー光発生装置 |
US5742626A (en) * | 1996-08-14 | 1998-04-21 | Aculight Corporation | Ultraviolet solid state laser, method of using same and laser surgery apparatus |
US5850407A (en) * | 1997-11-25 | 1998-12-15 | Lightwave Electronics Corporation | Third-harmonic generator with uncoated brewster-cut dispersive output facet |
US5953354A (en) * | 1998-02-03 | 1999-09-14 | General Electric Co. | Laser resonator optical alignment |
AU5293200A (en) * | 1999-05-26 | 2000-12-12 | Ii-Vi Incorporated | Contacted crystal surface protector and method |
US6424454B1 (en) * | 2001-02-12 | 2002-07-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Brewster-cut crystal for nonlinear frequency conversion |
US6697391B2 (en) * | 2002-03-28 | 2004-02-24 | Lightwave Electronics | Intracavity resonantly enhanced fourth-harmonic generation using uncoated brewster surfaces |
-
2004
- 2004-11-30 US US11/001,486 patent/US20060114946A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-11-15 DE DE112005003025T patent/DE112005003025T5/de not_active Withdrawn
- 2005-11-15 JP JP2007544368A patent/JP2008522432A/ja not_active Abandoned
- 2005-11-15 KR KR1020077012118A patent/KR20070085534A/ko not_active Application Discontinuation
- 2005-11-15 CN CNA2005800460220A patent/CN101103501A/zh active Pending
- 2005-11-15 WO PCT/US2005/041379 patent/WO2006060160A1/en active Application Filing
- 2005-11-17 TW TW094140379A patent/TW200627738A/zh unknown
-
2007
- 2007-05-30 GB GB0710284A patent/GB2435125A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10014653B2 (en) | 2005-10-17 | 2018-07-03 | Imra America, Inc. | Laser based frequency standards and their applications |
JP2009534712A (ja) * | 2006-04-25 | 2009-09-24 | ミラー,アール.ジェイ.ドウェイン | レーザ光のハイパワー周波数変換のための非線形結晶における表面加熱効果の抑制 |
JP2010512651A (ja) * | 2006-12-15 | 2010-04-22 | エレックス メディカル プロプライエタリー リミテッド | レーザ |
JP2014519205A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-08-07 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | コンパクトな光周波数コム・システム |
US9787051B2 (en) | 2011-05-27 | 2017-10-10 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Compact optical frequency comb systems |
JP2014032300A (ja) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Oxide Corp | 非線形波長変換素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112005003025T5 (de) | 2007-10-25 |
GB2435125A (en) | 2007-08-15 |
GB0710284D0 (en) | 2007-07-11 |
WO2006060160A1 (en) | 2006-06-08 |
KR20070085534A (ko) | 2007-08-27 |
US20060114946A1 (en) | 2006-06-01 |
CN101103501A (zh) | 2008-01-09 |
TW200627738A (en) | 2006-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008522432A (ja) | 耐久性高パワーレーザの波長変換用非線形水晶の改良 | |
US10014652B2 (en) | Broadly tunable optical parametric oscillator | |
US5638388A (en) | Diode pumped, multi axial mode intracavity doubled laser | |
US6259711B1 (en) | Laser | |
EP1493213B1 (en) | Intracavity resonantly enhanced fourth-harmonic generation using uncoated brewster surfaces | |
KR102344775B1 (ko) | 제3 고조파 생성을 위한 고효율 레이저 시스템 | |
US8094368B2 (en) | Optical parametric oscillator | |
JP2008522432A5 (ja) | ||
US20020009111A1 (en) | Diode pumped, multi axial mode intracavity doubled laser | |
US20060120415A1 (en) | Blue laser beam oscillating method and system | |
US5197072A (en) | Optical wavelength converting device, and laser diode pumped solid laser | |
Ebrahim-Zadeh | Efficient ultrafast frequency conversion sources for the visible and ultraviolet based on BiB $ _ {3} $ O $ _ {6} $ | |
US20040252733A1 (en) | Apparatus and method for laser frequency doubler utilizing PPLN waveguide | |
US20120077003A1 (en) | Method of nonlinear crystal packaging and its application in diode pumped solid state lasers | |
TWI426671B (zh) | 電光晶體布拉格折射器及以其作為雷射q調制器的方法 | |
US20090231679A1 (en) | Harmonics generating devices | |
JP2004295088A (ja) | 波長変換素子 | |
US7911683B2 (en) | Harmonic generator | |
US8649404B2 (en) | Compact and efficient visible laser source with high speed modulation | |
US11101614B1 (en) | Second-harmonic generation crystal | |
Rico et al. | Continuous-wave dual-wavelength operation at 1062 and 1338 nm in Nd3+: YAl3 (BO3) 4 and observation of yellow laser light generation at 592 nm by their self-sum-frequency-mixing | |
US20230387648A1 (en) | Uv laser systems, devices, and methods | |
WO2000071342A1 (en) | Contacted crystal surface protector and method | |
WO2013140432A1 (ja) | レーザ装置 | |
KR101156637B1 (ko) | 주기적 분극 재료를 이용하여 비선형 주파수 변환을 하는소형 고체상태 레이저 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081112 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081112 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20090129 |