JP2500760B2 - 固体レ―ザ - Google Patents
固体レ―ザInfo
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- JP2500760B2 JP2500760B2 JP15606593A JP15606593A JP2500760B2 JP 2500760 B2 JP2500760 B2 JP 2500760B2 JP 15606593 A JP15606593 A JP 15606593A JP 15606593 A JP15606593 A JP 15606593A JP 2500760 B2 JP2500760 B2 JP 2500760B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザ媒質から生
成される基本波を非線形光学素子にて波長変換して出力
する固体レーザに関し、特に有機非線形光学素子を有利
に実用化できる構成の固体レーザに関する。
成される基本波を非線形光学素子にて波長変換して出力
する固体レーザに関し、特に有機非線形光学素子を有利
に実用化できる構成の固体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の非線形光学素子を用いた固体レー
ザは、例えば特開昭６４−８２６８３号公報において開
示されているように、図２に示されるものであった。同
図において、１は、波長８１０ｎｍの赤外光を出射する
レーザダイオード、２は、レーザダイオード１の出射す
るレーザ光を固体レーザ媒質中に集光する集光レンズ、
３は、Ｎｄ：ＹＡＧからなり、レーザダイオード側の端
面が光入射方向軸に垂直に、反対側の端面がブリュース
タ角をなすように加工されたＹＡＧロッド、５は、ＹＡ
Ｇロッド３の基本波を反射しその第２高調波を透過させ
る出力ミラー、６は、リンチタン酸カリウム（ＫＴｉＯ
ＰＯ4 ：以下、ＫＴＰと記す）からなり、ＹＡＧロッド
３の端面に貼着された、ＹＡＧレーザ光を波長変換する
垂直入射非線形光学素子である。
ザは、例えば特開昭６４−８２６８３号公報において開
示されているように、図２に示されるものであった。同
図において、１は、波長８１０ｎｍの赤外光を出射する
レーザダイオード、２は、レーザダイオード１の出射す
るレーザ光を固体レーザ媒質中に集光する集光レンズ、
３は、Ｎｄ：ＹＡＧからなり、レーザダイオード側の端
面が光入射方向軸に垂直に、反対側の端面がブリュース
タ角をなすように加工されたＹＡＧロッド、５は、ＹＡ
Ｇロッド３の基本波を反射しその第２高調波を透過させ
る出力ミラー、６は、リンチタン酸カリウム（ＫＴｉＯ
ＰＯ4 ：以下、ＫＴＰと記す）からなり、ＹＡＧロッド
３の端面に貼着された、ＹＡＧレーザ光を波長変換する
垂直入射非線形光学素子である。
【０００３】垂直入射非線形光学素子６のレーザダイオ
ード１側の表面には、波長８１０ｎｍの光を透過させ、
波長１０６４ｎｍおよび５３２ｎｍの光を反射する薄膜
が形成されている。垂直入射非線形光学素子の薄膜の形
成されていない側の面は紫外線硬化樹脂によってＹＡＧ
ロッド３に接着されている。この接着面に誘電体薄膜を
形成することによりこの接着面での反射を低く抑えるこ
とができる。非線形光学素子の接着時には非線形光学素
子６が位相整合条件を満たすように角度調整が行われ
る。
ード１側の表面には、波長８１０ｎｍの光を透過させ、
波長１０６４ｎｍおよび５３２ｎｍの光を反射する薄膜
が形成されている。垂直入射非線形光学素子の薄膜の形
成されていない側の面は紫外線硬化樹脂によってＹＡＧ
ロッド３に接着されている。この接着面に誘電体薄膜を
形成することによりこの接着面での反射を低く抑えるこ
とができる。非線形光学素子の接着時には非線形光学素
子６が位相整合条件を満たすように角度調整が行われ
る。
【０００４】レーザダイオード１より出射されたレーザ
光はＹＡＧロッド３に入射してこれを励起する。それに
より、非線形光学素子６−出力ミラー５間を光共振器と
して基本波（１０６４ｎｍ）の発振が行われる。この基
本波は垂直入射非線形光学素子６にて５３２ｎｍの緑色
光に波長変換されて出力ミラー５を介して外部に放出さ
れる。上記波長変換を効率よく行わせるにはＹＡＧレー
ザ光を直線偏光にする必要がある。この従来例ではその
ためにＹＡＧロッド３の出力ミラー側の端面をブリュー
スタ角に切断している。
光はＹＡＧロッド３に入射してこれを励起する。それに
より、非線形光学素子６−出力ミラー５間を光共振器と
して基本波（１０６４ｎｍ）の発振が行われる。この基
本波は垂直入射非線形光学素子６にて５３２ｎｍの緑色
光に波長変換されて出力ミラー５を介して外部に放出さ
れる。上記波長変換を効率よく行わせるにはＹＡＧレー
ザ光を直線偏光にする必要がある。この従来例ではその
ためにＹＡＧロッド３の出力ミラー側の端面をブリュー
スタ角に切断している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
非線形光学素子６のレーザダイオード１側の端面に多層
誘電体膜からなる反射防止膜のコーティングが必要とな
る。また、非線形光学素子の接着面での反射を低く抑え
るにはこちら側の端面にも多層誘電体膜の反射防止膜を
形成する必要がある。このように従来の第２高調波発生
素子を光共振器内に配置した固体レーザでは、非線形光
学素子の端面に多層反射防止膜のコーティングが必要と
なる。
非線形光学素子６のレーザダイオード１側の端面に多層
誘電体膜からなる反射防止膜のコーティングが必要とな
る。また、非線形光学素子の接着面での反射を低く抑え
るにはこちら側の端面にも多層誘電体膜の反射防止膜を
形成する必要がある。このように従来の第２高調波発生
素子を光共振器内に配置した固体レーザでは、非線形光
学素子の端面に多層反射防止膜のコーティングが必要と
なる。
【０００６】而して、波長変換効率が高いことにより注
目を集め、現在盛んに研究の進められている有機の非線
形光学素子については、有効な反射防止膜の形成手段が
ないため、現在なお実用化はなされていない。それは、
一般に有機の非線形光学素子材料は融点が低く［ＤＡＮ
（４−（Ｎ，Ｎジメチルアミノ）−３−アセトアミドニ
トロベンゼン）の場合で、１７０℃］、蒸着を行うのに
必要な２００℃にまで加熱すると、溶解もしくは昇華し
てしうため、反射防止膜を構成する誘電体膜の形成が不
可能であることによる。そこで、有機非線形光学材料に
直接反射防止膜を形成しないで済む方策について研究・
開発が進められているが、それらは、いずれも光損失が
大きかったりあるいは極めて複雑な構成を有するもので
あるため、実用化には程遠いものであった。
目を集め、現在盛んに研究の進められている有機の非線
形光学素子については、有効な反射防止膜の形成手段が
ないため、現在なお実用化はなされていない。それは、
一般に有機の非線形光学素子材料は融点が低く［ＤＡＮ
（４−（Ｎ，Ｎジメチルアミノ）−３−アセトアミドニ
トロベンゼン）の場合で、１７０℃］、蒸着を行うのに
必要な２００℃にまで加熱すると、溶解もしくは昇華し
てしうため、反射防止膜を構成する誘電体膜の形成が不
可能であることによる。そこで、有機非線形光学材料に
直接反射防止膜を形成しないで済む方策について研究・
開発が進められているが、それらは、いずれも光損失が
大きかったりあるいは極めて複雑な構成を有するもので
あるため、実用化には程遠いものであった。
【０００７】よって、この発明の目的とするところは、
非線形光学素子材料に多層反射防止膜を形成する必要が
なく、そして光損失が少なくしかも構成が簡素な第２高
調波発生固体レーザの構造を提案し、有機非線形光学材
料を用いた第２高調波発生素子を有する固体レーザの実
用化に道を拓こうとするものである。
非線形光学素子材料に多層反射防止膜を形成する必要が
なく、そして光損失が少なくしかも構成が簡素な第２高
調波発生固体レーザの構造を提案し、有機非線形光学材
料を用いた第２高調波発生素子を有する固体レーザの実
用化に道を拓こうとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、励起光源と、該励起光源により光
励起される固体レーザ媒質と、該固体レーザ媒質の出力
する基本波を反射しその第２高調波を透過させる出力ミ
ラーと、光共振器内に設置された非線形光学素子とを備
える固体レーザにおいて、前記非線形光学素子が前記基
本波に対しブリュースタ角をなし、かつ位相整合角を満
足して配置されていることを特徴とする固体レーザが提
供される。すなわち、前記非線形光学素子は、その屈折
率をｎとして、光入射面の法線が結晶軸に対し、 θm ′＝ｓｉｎ-1［｛ｓｉｎ（ｔａｎ-1ｎ）｝／ｎ］ の角度傾くようにカッティングされている。
め、本発明によれば、励起光源と、該励起光源により光
励起される固体レーザ媒質と、該固体レーザ媒質の出力
する基本波を反射しその第２高調波を透過させる出力ミ
ラーと、光共振器内に設置された非線形光学素子とを備
える固体レーザにおいて、前記非線形光学素子が前記基
本波に対しブリュースタ角をなし、かつ位相整合角を満
足して配置されていることを特徴とする固体レーザが提
供される。すなわち、前記非線形光学素子は、その屈折
率をｎとして、光入射面の法線が結晶軸に対し、 θm ′＝ｓｉｎ-1［｛ｓｉｎ（ｔａｎ-1ｎ）｝／ｎ］ の角度傾くようにカッティングされている。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１の（ａ）は、本発明の一実施例の概略
の構成を示す斜視図である。同図において、１は、波長
８１０ｎｍにて発振するレーザダイオード、２は、レー
ザダイオード１の出射するレーザ光を固体レーザ媒質中
に集光する集光レンズ、３は、Ｎｄ：ＹＡＧからなり、
レーザダイオード側の端面に波長８１０ｎｍの励起光を
透過させ、基本波（波長１０６４ｎｍ）を反射する反射
防止膜の形成されたＹＡＧロッド、４は、ＤＡＮ（４−
（Ｎ，Ｎジメチルアミノ）−３−アセトアミドニトロベ
ンゼン）からなり、本発明に従って以下に記載するよう
に加工された、ＹＡＧレーザ光を波長変換するブリュー
スタ角入射非線形光学素子、５は、ＹＡＧロッド３の基
本波を反射しその第２高調波を透過させる出力ミラーで
ある。
て説明する。図１の（ａ）は、本発明の一実施例の概略
の構成を示す斜視図である。同図において、１は、波長
８１０ｎｍにて発振するレーザダイオード、２は、レー
ザダイオード１の出射するレーザ光を固体レーザ媒質中
に集光する集光レンズ、３は、Ｎｄ：ＹＡＧからなり、
レーザダイオード側の端面に波長８１０ｎｍの励起光を
透過させ、基本波（波長１０６４ｎｍ）を反射する反射
防止膜の形成されたＹＡＧロッド、４は、ＤＡＮ（４−
（Ｎ，Ｎジメチルアミノ）−３−アセトアミドニトロベ
ンゼン）からなり、本発明に従って以下に記載するよう
に加工された、ＹＡＧレーザ光を波長変換するブリュー
スタ角入射非線形光学素子、５は、ＹＡＧロッド３の基
本波を反射しその第２高調波を透過させる出力ミラーで
ある。
【００１０】本発明による非線形光学素子は、反射防止
膜を備えておらず、代わりに図１の（ｂ）に示すように
加工されている。図１の（ｂ）に示すように、このブリ
ュースタ角入射非線形光学素子４の材料であるＤＡＮで
は、結晶軸ｘ、ｙを含む平面内に結晶軸（光軸）ｘから
θｍ傾いた位相整合軸を有している。一方、結晶の基本
波の偏光方向についての屈折率をｎとするとき（外部の
屈折率を１とする）、ブリュースタ角ψB は、 ψB ＝ｔａｎ-1ｎ ・・・・ で与えられる。光がブリュースタ角ψB をもって入射し
たときの結晶内での入射角をψB ′とすると、スネルの
法則により、次式が成立する。 ｓｉｎψB ＝ｎｓｉｎψB ′ ・・・・ 、式より、入射角ψB ′は、次のように求められ
る。 ψB ′＝ｓｉｎ-1［｛ｓｉｎ（ｔａｎ-1ｎ）｝／ｎ］ よって、加工時に必要な結晶軸ｘに対する傾き角θｍ′
は、 θｍ′＝θｍ−ψB ′ ＝θｍ−ｓｉｎ-1［｛ｓｉｎ（ｔａｎ-1ｎ）｝／ｎ］ と求められる。
膜を備えておらず、代わりに図１の（ｂ）に示すように
加工されている。図１の（ｂ）に示すように、このブリ
ュースタ角入射非線形光学素子４の材料であるＤＡＮで
は、結晶軸ｘ、ｙを含む平面内に結晶軸（光軸）ｘから
θｍ傾いた位相整合軸を有している。一方、結晶の基本
波の偏光方向についての屈折率をｎとするとき（外部の
屈折率を１とする）、ブリュースタ角ψB は、 ψB ＝ｔａｎ-1ｎ ・・・・ で与えられる。光がブリュースタ角ψB をもって入射し
たときの結晶内での入射角をψB ′とすると、スネルの
法則により、次式が成立する。 ｓｉｎψB ＝ｎｓｉｎψB ′ ・・・・ 、式より、入射角ψB ′は、次のように求められ
る。 ψB ′＝ｓｉｎ-1［｛ｓｉｎ（ｔａｎ-1ｎ）｝／ｎ］ よって、加工時に必要な結晶軸ｘに対する傾き角θｍ′
は、 θｍ′＝θｍ−ψB ′ ＝θｍ−ｓｉｎ-1［｛ｓｉｎ（ｔａｎ-1ｎ）｝／ｎ］ と求められる。
【００１１】したがって、光入射面における法線が結晶
軸ｘから角度θｍ′だけ傾くように加工し、得られた結
晶を、図１の（ａ）に示すように、光の進行方向に対し
ブリュースタ角をなすように配置すれば、位相整合条件
を満たしかつ光反射損失のない非線形光学素子を光共振
器内にもつ固体レーザを得ることができる。なお、現実
には、ブリュースタ角に調整しても光入射時の損失は、
０．２％程度は見込まれる。しかしこの程度であれば十
分に発振が可能である。
軸ｘから角度θｍ′だけ傾くように加工し、得られた結
晶を、図１の（ａ）に示すように、光の進行方向に対し
ブリュースタ角をなすように配置すれば、位相整合条件
を満たしかつ光反射損失のない非線形光学素子を光共振
器内にもつ固体レーザを得ることができる。なお、現実
には、ブリュースタ角に調整しても光入射時の損失は、
０．２％程度は見込まれる。しかしこの程度であれば十
分に発振が可能である。
【００１２】次に、本実施例の動作について説明する。
レーザダイオード１の放射する波長８１０ｎｍのレーザ
光は、集光レンズ２により固体レーザ媒質であるＹＡＧ
ロッド３内に集光される。これにより固体レーザ媒質は
励起され、ＹＡＧロッド３のレーザダイオード側端面と
出力ミラー５間を光共振器として波長１０６４ｎｍにて
基本波のレーザ発振が行なわれる。この際、共振器内に
ブリュースタ角をなす非線形光学素子４が配置されてい
るため、直線偏光のレーザ光が得られる。このレーザ光
は、ブリュースタ角入射非線形光学素子４により波長５
３２μｍの緑色光に変換され、出力ミラー５を介して外
部に放出される。
レーザダイオード１の放射する波長８１０ｎｍのレーザ
光は、集光レンズ２により固体レーザ媒質であるＹＡＧ
ロッド３内に集光される。これにより固体レーザ媒質は
励起され、ＹＡＧロッド３のレーザダイオード側端面と
出力ミラー５間を光共振器として波長１０６４ｎｍにて
基本波のレーザ発振が行なわれる。この際、共振器内に
ブリュースタ角をなす非線形光学素子４が配置されてい
るため、直線偏光のレーザ光が得られる。このレーザ光
は、ブリュースタ角入射非線形光学素子４により波長５
３２μｍの緑色光に変換され、出力ミラー５を介して外
部に放出される。
【００１３】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載された本願発明の範囲内において各種の
変更が可能である。本発明は、非線形光学素子を有機材
料にて構成するものに有利に適用されるが、無機材料に
よる非線形光学素子をもちいたものを排除するものでは
ない。また、有機の非線形光学材料としては、ＰＣＮＢ
（プロピルカルバミックニトロベンゼン）等ＤＡＮ以外
のものも使用することができる。また、固体レーザ媒質
として、Ｎｄ：ＹＶＯ4 等ＹＡＧ以外のものを採用する
ことができる。特に、レーザ媒質として実施例の場合よ
り短波長の基本波で発振可能な媒質を採用することによ
り、青色固体レーザ、紫外線固体レーザを実現すること
ができる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請
求の範囲に記載された本願発明の範囲内において各種の
変更が可能である。本発明は、非線形光学素子を有機材
料にて構成するものに有利に適用されるが、無機材料に
よる非線形光学素子をもちいたものを排除するものでは
ない。また、有機の非線形光学材料としては、ＰＣＮＢ
（プロピルカルバミックニトロベンゼン）等ＤＡＮ以外
のものも使用することができる。また、固体レーザ媒質
として、Ｎｄ：ＹＶＯ4 等ＹＡＧ以外のものを採用する
ことができる。特に、レーザ媒質として実施例の場合よ
り短波長の基本波で発振可能な媒質を採用することによ
り、青色固体レーザ、紫外線固体レーザを実現すること
ができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体レー
ザは、光共振器内に位相整合がとられかつブリュースタ
角をなす非線形光学素子を配置したものであるので、本
発明によれば、非線形光学素子に多くの工数と厳格な工
程管理を必要とする反射防止膜を形成することなく、基
本波のレーザ発振を行わせることができる。そして、固
体レーザ媒質に特別の加工を加えることなく直線偏光の
レーザ光を得ることができるため、簡素な構成により効
率の高い波長変換を実現することができる。さらに、本
発明によれば、非線形光学素子に反射防止膜を形成する
必要がなくなったことにより、融点が低いために実用化
が困難であった有機非線形光学材料を用いた第２高調波
発生素子が可能となり、高い波長変換効率を有する固体
レーザを実現することができる。
ザは、光共振器内に位相整合がとられかつブリュースタ
角をなす非線形光学素子を配置したものであるので、本
発明によれば、非線形光学素子に多くの工数と厳格な工
程管理を必要とする反射防止膜を形成することなく、基
本波のレーザ発振を行わせることができる。そして、固
体レーザ媒質に特別の加工を加えることなく直線偏光の
レーザ光を得ることができるため、簡素な構成により効
率の高い波長変換を実現することができる。さらに、本
発明によれば、非線形光学素子に反射防止膜を形成する
必要がなくなったことにより、融点が低いために実用化
が困難であった有機非線形光学材料を用いた第２高調波
発生素子が可能となり、高い波長変換効率を有する固体
レーザを実現することができる。
【図１】本発明の一実施例の斜視図とそこに用いられる
非線形光学素子の動作説明図。
非線形光学素子の動作説明図。
【図２】従来例の斜視図。
１ レーザダイオード ２ 集光レンズ ３ ＹＡＧロッド ４ ブリュースタ角入射非線形光学素子 ５ 出力ミラー ６ 垂直入射非線形光学素子
Claims (2)
- 【請求項１】 励起光源と、該励起光源により光励起さ
れる固体レーザ媒質と、該固体レーザ媒質の出力する基
本波を反射しその第２高調波を透過させる出力ミラー
と、光共振器内に設置された非線形光学素子とを備える
固体レーザにおいて、前記非線形光学素子が前記基本波
に対しブリュースタ角をなし、かつ位相整合角を満たし
て配置されていることを特徴とする固体レーザ。 - 【請求項２】 前記非線形光学素子が、有機材料を主体
として形成されていることを特徴とする請求項１記載の
固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606593A JP2500760B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 固体レ―ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15606593A JP2500760B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 固体レ―ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06350177A JPH06350177A (ja) | 1994-12-22 |
| JP2500760B2 true JP2500760B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=15619542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15606593A Expired - Lifetime JP2500760B2 (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 固体レ―ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500760B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9420337D0 (en) * | 1994-10-08 | 1994-11-23 | Lewis Ian | Apparatus |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP15606593A patent/JP2500760B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06350177A (ja) | 1994-12-22 |
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