JP2654728B2 - Optical wavelength converter - Google Patents

Optical wavelength converter

Info

Publication number
JP2654728B2
JP2654728B2 JP31788591A JP31788591A JP2654728B2 JP 2654728 B2 JP2654728 B2 JP 2654728B2 JP 31788591 A JP31788591 A JP 31788591A JP 31788591 A JP31788591 A JP 31788591A JP 2654728 B2 JP2654728 B2 JP 2654728B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
harmonic
laser beam
crystal
state laser
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP31788591A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH05152656A (en
Inventor
洋二 岡崎
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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 Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP31788591A priority Critical patent/JP2654728B2/en
Publication of JPH05152656A publication Critical patent/JPH05152656A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2654728B2 publication Critical patent/JP2654728B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザービームを短波長
化する光波長変換装置に関し、特に詳細には、レーザー
ビームをまず第1の非線形光学材料の結晶に入射させて
第2高調波を発生させ、さらにこの第2高調波と上記レ
ーザービームを第2の非線形光学材料の結晶に入射させ
てそれらの和周波を発生させる光波長変換装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength converter for shortening a wavelength of a laser beam, and more particularly, to generating a second harmonic by irradiating a laser beam on a crystal of a first nonlinear optical material. Further, the present invention relates to an optical wavelength converter for generating the sum frequency of the second harmonic and the laser beam by making the laser beam incident on a crystal of a second nonlinear optical material.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば特開昭62-189783 号公報に示され
るように、ネオジウム等の希土類がドーピングされた固
体レーザーロッドを半導体レーザー(レーザーダイオー
ド)によってポンピングするレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーが公知となっている。この種の固体レ
ーザーにおいては、より短波長のレーザー光を得るため
に、その共振器内に非線形光学材料のバルク単結晶を配
設して、固体レーザー発振ビームを第2高調波に波長変
換することも行なわれている。
2. Description of the Related Art As disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-189783, a laser diode pumped solid laser in which a solid laser rod doped with a rare earth such as neodymium is pumped by a semiconductor laser (laser diode) is known. ing. In this type of solid-state laser, a bulk single crystal of a nonlinear optical material is disposed in the resonator to convert the solid-state laser oscillation beam into a second harmonic in order to obtain a laser beam having a shorter wavelength. Things have also been done.

【0003】また、さらに短波長の例えば紫外域のレー
ザービームを得ることを目的として、Technical Dig
est of Conference on Lasers and Electro−Opt
ics,1991.p218 に示されるように、固体レーザー発
振ビームとその第2高調波とを第2の非線形光学材料の
結晶に入射させて、それらの和周波を発生させる試みも
なされている。この光波長変換装置は、より詳しくは、
固体レーザー媒質であるYAG結晶をランプ光でポンピ
ングして波長1064nmの固体レーザービームを得、この
固体レーザービームを第1の非線形光学材料結晶である
KTP結晶に入射させて波長532 nmの第2高調波を
得、この第2高調波と上記固体レーザービームとを第2
の非線形光学材料結晶としてのBBO結晶に入射させて
波長355 nmの和周波を得るものである。
Further, in order to obtain a laser beam having a shorter wavelength, for example, in an ultraviolet region, a technical digger has been developed.
est of Conference on Lasers and Electro-Opt
ics, 1991. As shown on page 218, attempts have been made to make a solid-state laser oscillation beam and its second harmonic incident on a crystal of a second nonlinear optical material to generate a sum frequency thereof. This optical wavelength conversion device, more specifically,
A YAG crystal, which is a solid laser medium, is pumped with lamp light to obtain a solid laser beam having a wavelength of 1064 nm. The solid laser beam is made incident on a KTP crystal, which is a first nonlinear optical material crystal, to produce a second harmonic having a wavelength of 532 nm. A second harmonic and the solid-state laser beam
Is incident on a BBO crystal as a non-linear optical material crystal to obtain a sum frequency having a wavelength of 355 nm.

【0004】この種の光波長変換装置においては、固体
レーザーの共振器内に第1の非線形光学材料の結晶を配
置して、固体レーザービームが共振している状態で該結
晶に入射するようにしておくと、固体レーザービームが
この結晶に高出力で入射するので、高い波長変換効率を
実現する上で有利となる。またそれと同様に、第1の非
線形光学材料の結晶から生じた第2高調波も共振してい
る状態で第2の非線形光学材料の結晶に入射させるのが
好ましい。そのために上記の従来装置においては、固体
レーザー用の第1、第2の共振器ミラーのうち第1の共
振器ミラーを第2高調波用として兼用するとともに、そ
れらの共振器ミラーの間に第2高調波用の第3の共振器
ミラーを配置し、第1および第2の非線形光学材料結晶
をこれら第1および第3の共振器ミラーの間に置く形に
して、共振している状態の固体レーザービームが第1お
よび第2の非線形光学材料の結晶に、そして同じく共振
している状態の第2高調波が第2の非線形光学材料の結
晶に入射するようにしている。
In this type of optical wavelength converter, a crystal of a first nonlinear optical material is arranged in a resonator of a solid-state laser so that a solid-state laser beam is incident on the crystal in a state of resonance. If this is done, the solid-state laser beam will be incident on this crystal at a high output, which is advantageous in achieving high wavelength conversion efficiency. Similarly, it is preferable that the second harmonic generated from the crystal of the first nonlinear optical material is incident on the crystal of the second nonlinear optical material in a state of resonance. Therefore, in the above-mentioned conventional apparatus, the first resonator mirror of the first and second resonator mirrors for the solid-state laser is also used for the second harmonic, and the first resonator mirror is disposed between the resonator mirrors. A third resonator mirror for the second harmonic is arranged, and the first and second nonlinear optical material crystals are placed between the first and third resonator mirrors. The solid state laser beam is incident on the crystals of the first and second nonlinear optical materials, and the second resonating second harmonic is incident on the crystal of the second nonlinear optical material.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この光波長変換装置
は、極めて短波長のレーザービームを得ることができる
が、その半面、非常に波長変換効率が低いものとなって
いた。そのため、内部パワーを高くできるパルス動作の
レーザービームしか得られず、内部パワーの低い連続動
作のレーザービームは得られていなかった。具体例を挙
げると、ポンピング用ランプの出力を5kWとして固体
レーザーをQスイッチ発振させ、その内部パワーを高く
し、そして2つの基本波と和周波との間でタイプIの位
相整合を取った場合において、和周波出力は100 mWで
あると報告されている。
This optical wavelength converter can obtain a laser beam of an extremely short wavelength, but has a very low wavelength conversion efficiency on the other hand. Therefore, only a pulsed laser beam capable of increasing the internal power was obtained, and a continuous operation laser beam having a low internal power was not obtained. As a specific example, when the output of a pumping lamp is set to 5 kW, a solid-state laser is oscillated by Q-switch, its internal power is increased, and phase matching of type I is performed between two fundamental waves and a sum frequency. Reported that the sum frequency output was 100 mW.

【0006】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、第2高調波発生と和周波発生とにより極
めて短波長の連続動作のレーザービームを得ることがで
き、そして高い波長変換効率を実現できる光波長変換装
置を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a laser beam of extremely short wavelength by continuous operation by generating a second harmonic and a sum frequency. It is an object of the present invention to provide an optical wavelength converter capable of realizing efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
装置は、前述したように固体レーザー媒質をポンピング
して得られたレーザービームを固体レーザー共振器内に
配された第1の非線形光学材料の結晶に入射させて第2
高調波を発生させ、この第2高調波と上記レーザービー
ムを第2の非線形光学材料の結晶に入射させてそれらの
和周波を発生させる光波長変換装置において、固体レー
ザー共振器を構成する1つのミラーが第2高調波用共振
器の1つのミラーとして兼用され、固体レーザー媒質の
外側端面に、固体レーザー共振器の他方のミラーとなる
コーティングが施されるとともに、固体レーザー媒質の
内側端面に、上記第2高調波の共振器の他方のミラーと
なるコーティングが施されていることを特徴とするもの
である。
According to the present invention, there is provided an optical wavelength conversion apparatus comprising: a first nonlinear optical material in which a laser beam obtained by pumping a solid laser medium is disposed in a solid laser resonator; Into the crystal of the second
In an optical wavelength conversion device for generating a harmonic, making this second harmonic and the laser beam incident on a crystal of a second nonlinear optical material, and generating a sum frequency thereof, one of solid-state laser resonators is formed. The mirror is also used as one mirror of the second harmonic resonator, the outer end face of the solid-state laser medium is coated with the other mirror of the solid-state laser resonator, and the inner end face of the solid-state laser medium is The second harmonic resonator is coated with a coating that serves as the other mirror of the second harmonic resonator.

【0008】[0008]

【作用および発明の効果】上記の構成においては、第2
高調波が共振している状態で第2の非線形光学材料の結
晶に入射するから、該結晶に第2高調波が高出力で入射
し得る。そしてこの構成においては、固体レーザーの共
振器内に第2高調波用の共振器ミラーが挿入されていな
いから、該共振器ミラーを固体レーザービームが通過す
ることによる損失が無くなって、高い波長変換効率が実
現される。
In the above configuration, the second
Since the higher harmonic wave is incident on the crystal of the second nonlinear optical material in a state of resonance, the second harmonic wave can be incident on the crystal with high output. In this configuration, since the resonator mirror for the second harmonic is not inserted in the resonator of the solid-state laser, loss due to the passage of the solid-state laser beam through the resonator mirror is eliminated, and high wavelength conversion is achieved. Efficiency is realized.

【0009】また上記の構成では固体レーザー媒質を第
2高調波の共振器として利用しているが、そのためのコ
ーティングが該レーザー媒質の内側端面に形成されてい
るから、固体レーザー媒質の内部まで第2高調波が到達
することはほとんどない。したがって、この第2高調波
を固体レーザー媒質が吸収して温度上昇し、固体レーザ
ー発振の効率が低下するようなこともない。
In the above configuration, the solid-state laser medium is used as the second harmonic resonator. However, since a coating for this is formed on the inner end face of the laser medium, the solid-state laser medium extends to the inside of the solid-state laser medium. The second harmonic rarely reaches. Therefore, the second harmonic is not absorbed by the solid-state laser medium, the temperature rises, and the efficiency of solid-state laser oscillation does not decrease.

【0010】さらに上記の構成においては、第2高調波
専用の共振器ミラーが無い分、部品点数が減少してお
り、それに加えてその共振器ミラーの調整不良なども起
こらないので、装置の信頼性も向上する。
Furthermore, in the above configuration, the number of parts is reduced because there is no resonator mirror dedicated to the second harmonic, and in addition, the adjustment of the resonator mirror does not occur. The performance is also improved.

【0011】また、上述の通り第2高調波用の共振器ミ
ラー面となる固体レーザー媒質の内側端面は、固体レー
ザービームを良好に透過させる必要があり、通常は該ビ
ームに対する無反射コーティングが施されることにな
る。ここで、固体レーザー媒質は一般に両端面の平行度
が極めて高い状態に(例えば誤差30秒以下程度)研磨す
ることも容易であり、そのように固体レーザー媒質を研
磨しておけば、固体レーザービームを良好に共振させる
ためにその外側端面に該ビームが垂直入射するように調
整したとき、このレーザービームは当然固体レーザー媒
質の内側端面にも高精度で垂直入射することになる。し
たがって、たとえ上記の無反射コーティングの特性が劣
化しても、固体レーザー媒質の内側端面における固体レ
ーザービームの反射損失はほとんど無視できる程度に低
くなり、この点からも波長変換効率が向上するようにな
る。
As described above, the inner end face of the solid-state laser medium serving as the resonator mirror surface for the second harmonic needs to transmit the solid-state laser beam satisfactorily. Will be done. Here, it is generally easy to polish the solid-state laser medium in a state in which both end faces have extremely high parallelism (for example, an error of about 30 seconds or less). When the laser beam is adjusted so as to be vertically incident on its outer end face in order to resonate satisfactorily, this laser beam is naturally also vertically incident on the inner end face of the solid-state laser medium with high precision. Therefore, even if the characteristics of the anti-reflection coating are deteriorated, the reflection loss of the solid-state laser beam at the inner end face of the solid-state laser medium becomes almost negligibly low, and the wavelength conversion efficiency is also improved from this point. Become.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例による光
波長変換装置を示すものである。この光波長変換装置は
一例として、レーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーに組み込まれたものである。このレーザーダイオード
ポンピング固体レーザーは、ポンピング光としてのレー
ザービーム10を発する半導体レーザー(フェーズドアレ
イレーザー)11と、発散光である上記レーザービーム10
を集束させる例えばロッドレンズからなる集光レンズ12
と、ネオジウム(Nd)がドーピングされた固体レーザ
ーロッドであるYVO4 ロッド(以下、Nd:YVO4
ロッドと称する)13と、このNd:YVO4 ロッド13の
前方側(図中右方側)に配された共振器ミラー14とから
なる。そして上記Nd:YVO4 ロッド13と共振器ミラ
ー14との間には、第1の非線形光学材料の結晶としての
KTP結晶15と、第2の非線形光学材料の結晶としての
BBO結晶16とが、Nd:YVO4 ロッド13側からこの
順に配されている。そしてこれら両結晶15、16の間に
は、後述するように作用する位相補償板17が配されてい
る。またKTP結晶15は、ペルチェ素子18と、結晶温度
を検出する温度センサー19と、この温度センサー19の出
力を受ける温調回路20とにより、所望温度に制御され得
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows an optical wavelength converter according to a first embodiment of the present invention. This optical wavelength conversion device is, for example, incorporated in a laser diode pumped solid-state laser. The laser diode pumped solid-state laser includes a semiconductor laser (phased array laser) 11 that emits a laser beam 10 as pumping light, and the laser beam 10 that is divergent light.
Condenser lens 12 composed of, for example, a rod lens
And a YVO 4 rod (hereinafter referred to as Nd: YVO 4 ) which is a solid-state laser rod doped with neodymium (Nd).
A rod 13), and a resonator mirror 14 disposed in front of the Nd: YVO 4 rod 13 (to the right in the figure). A KTP crystal 15 as a crystal of the first nonlinear optical material and a BBO crystal 16 as a crystal of the second nonlinear optical material are provided between the Nd: YVO 4 rod 13 and the resonator mirror 14. Nd: YVO 4 is disposed from the rod 13 side in this order. A phase compensator 17 acting as described later is disposed between the two crystals 15 and 16. The KTP crystal 15 can be controlled to a desired temperature by a Peltier element 18, a temperature sensor 19 for detecting the crystal temperature, and a temperature control circuit 20 receiving the output of the temperature sensor 19.

【0013】以上述べた各要素は、共通の筐体(図示せ
ず)にマウントされて一体化されている。なおフェーズ
ドアレイレーザー11は、図示しないペルチェ素子と温調
回路により、所定温度に温調される。
The components described above are mounted and integrated on a common housing (not shown). The temperature of the phased array laser 11 is controlled to a predetermined temperature by a Peltier device and a temperature control circuit (not shown).

【0014】フェーズドアレイレーザー11としては、波
長λ1 =809 nmのレーザービーム10を発するものが用
いられている。一方Nd:YVO4 ロッド13は、上記レ
ーザービーム10によってネオジウム原子が励起されるこ
とにより、波長λ2 =1064nmの直線偏光したレーザー
ビーム21を発する。このレーザービーム21はKTP結晶
15に入射して、波長λ3 =λ2 /2=532 nmの第2高
調波22に変換される。そしてこの第2高調波22およびレ
ーザービーム21はBBO結晶16に入射して、波長λ4
355 nmの和周波23に波長変換される。なお1/λ2
1/λ3 =1/λ4 である。
As the phased array laser 11, a laser that emits a laser beam 10 having a wavelength λ 1 = 809 nm is used. On the other hand, the Nd: YVO 4 rod 13 emits a linearly polarized laser beam 21 having a wavelength λ 2 = 1064 nm by exciting the neodymium atoms by the laser beam 10. This laser beam 21 is a KTP crystal
Incident on 15, is converted into the second harmonic wave 22 having a wavelength λ 3 = λ 2/2 = 532 nm. Then, the second harmonic 22 and the laser beam 21 enter the BBO crystal 16 and have a wavelength λ 4 =
The wavelength is converted to a sum frequency 23 of 355 nm. 1 / λ 2 +
1 / λ 3 = 1 / λ 4 .

【0015】ここで、Nd:YVO4 ロッド13の後側
(外側)端面13aおよび前側(内側)端面13bにはそれ
ぞれコーティング30、31が、KTP結晶15の後側端面15
aにはコーティング32が、位相補償板17の後側端面17a
および前側端面17bにはそれぞれコーティング33、34
が、BBO結晶16の後側端面16aおよび前側端面16bに
はそれぞれコーティング35、36が、そして共振器ミラー
14の凹面とされたミラー面14aには、コーティング37が
施されている。これらのコーティング30〜37の波長λ1
=809 nm、λ2 =1064nm、λ3 =532 nmおよびλ
4 =355nmに対する特性は、下記の通りである。なお
ARは無反射(透過率99%以上)、HRは高反射(反射
率99.9%以上)を示す。
Here, coatings 30 and 31 are provided on the rear (outer) end face 13a and the front (inner) end face 13b of the Nd: YVO 4 rod 13, respectively, and the rear end face 15 of the KTP crystal 15 is provided.
a, a coating 32 is provided on the rear end face 17 a of the phase compensator 17.
And coatings 33 and 34 on the front end face 17b, respectively.
However, coatings 35 and 36 are provided on the rear end face 16a and the front end face 16b of the BBO crystal 16, respectively, and a resonator mirror is provided.
The coating 37 is applied to the concave mirror surface 14a of the fourteenth embodiment. The wavelength λ 1 of these coatings 30-37
= 809 nm, λ 2 = 1064 nm, λ 3 = 532 nm and λ
The characteristics for 4 = 355 nm are as follows. AR indicates non-reflection (transmittance of 99% or more), and HR indicates high reflection (reflectance of 99.9% or more).

【0016】 λ1 λ2 λ3 λ4 コーティング30 AR HR AR − 〃 31 − AR HR − 〃 32 − AR AR − 〃 33 − AR AR − 〃 34 − AR AR − 〃 35 − AR AR HR 〃 36 − AR AR AR 〃 37 − HR HR AR 上記のようなコーティング30および37が施されているた
めに、レーザービーム21はNd:YVO4 ロッド13の端
面13aとミラー面14aとの間で共振する。このようにレ
ーザービーム21は共振している状態でKTP結晶15に入
射するので、そこに高出力で入射し、それにより効率良
く第2高調波22が発生する。またこの第2高調波22も、
それぞれコーティング31、37が施されたNd:YVO4
ロッド13の端面13bとミラー面14aとの間で共振し、同
じく上記のように共振しているレーザービーム21ととも
にBBO結晶16に入射する。それによりこれらのレーザ
ービーム21および第2高調波22も高出力でBBO結晶16
に入射し得る。そして和周波23は直接的に、あるいはコ
ーティング35が施されたBBO結晶16の端面16aで反射
して、共振器ミラー14を透過する。
Λ 1 λ 2 λ 3 λ 4 Coating 30 AR HR AR-〃 31-AR HR-〃 32-AR AR-〃 33-AR AR-〃 34-AR AR-〃 35-AR AR HR 〃 36- AR AR AR 〃 37-HR HR AR The laser beam 21 resonates between the end surface 13 a of the Nd: YVO 4 rod 13 and the mirror surface 14 a because of the coatings 30 and 37 described above. Since the laser beam 21 is incident on the KTP crystal 15 in a state of resonance, the laser beam 21 is incident on the KTP crystal 15 with a high output, thereby generating the second harmonic 22 efficiently. This second harmonic 22 is also
Nd: YVO 4 coated 31 and 37 respectively
It resonates between the end face 13b of the rod 13 and the mirror surface 14a, and enters the BBO crystal 16 together with the laser beam 21 which is also resonating as described above. As a result, the laser beam 21 and the second harmonic 22 also have a high output and a BBO crystal 16
May be incident. Then, the sum frequency 23 is reflected directly or on the end face 16 a of the BBO crystal 16 coated with the coating 35, and transmits through the resonator mirror 14.

【0017】上記の通り本装置においては、第2高調波
22を共振させているものの、レーザービーム21の共振器
中に第2高調波22用の共振器ミラーが挿入されてはいな
いので、そのようなミラーをレーザービーム21が通過す
ることによる損失が生じない。そこで、より高強度のレ
ーザービーム21がKTP結晶15およびBBO結晶16に入
射し、高い波長変換効率が得られるようになる。
As described above, in the present apparatus, the second harmonic
Although the resonator 22 is resonated, the resonator mirror for the second harmonic 22 is not inserted in the resonator of the laser beam 21, so that a loss occurs when the laser beam 21 passes through such a mirror. Absent. Therefore, a laser beam 21 having a higher intensity is incident on the KTP crystal 15 and the BBO crystal 16, so that high wavelength conversion efficiency can be obtained.

【0018】そしてNd:YVO4 ロッド13は、端面13
aと13bとの平行度の誤差が30秒以下程度となるように
研磨することも十分可能である。そのようにNd:YV
4 ロッド13を研磨しておけば、レーザービーム21を良
好に共振させるために該ビーム21が端面13aに垂直入射
するように調整したとき、このレーザービーム21は当然
ロッド端面13bにも高精度で垂直入射する。したがっ
て、たとえコーティング31のレーザービーム21に対する
無反射特性が劣化しても、ロッド端面13bにおけるレー
ザービーム21の反射損失は無視できる程度に低くなり、
この点も波長変換効率の向上に寄与するようになる。
The Nd: YVO 4 rod 13 has an end face 13
It is sufficiently possible to perform polishing so that the error in the parallelism between a and 13b is about 30 seconds or less. Like that Nd: YV
If the O 4 rod 13 is polished, when the laser beam 21 is adjusted so as to be perpendicularly incident on the end face 13a in order to resonate the laser beam 21 well, the laser beam 21 naturally has a high accuracy on the rod end face 13b. At normal incidence. Therefore, even if the non-reflection property of the coating 31 with respect to the laser beam 21 deteriorates, the reflection loss of the laser beam 21 at the rod end face 13b becomes negligibly low,
This point also contributes to the improvement of the wavelength conversion efficiency.

【0019】また上記の通り、レーザービーム21の共振
器中に第2高調波22用の共振器ミラーが挿入されていな
いので、部品点数が少なく抑えられるとともに、その共
振器ミラーの調整不良なども起こらず、装置の信頼性も
向上する。
As described above, since the resonator mirror for the second harmonic 22 is not inserted in the resonator of the laser beam 21, the number of parts can be reduced, and adjustment of the resonator mirror can be prevented. This does not occur, and the reliability of the device is also improved.

【0020】なお、KTP結晶15においてレーザービー
ム21と第2高調波22との間では、タイプIIの位相整合が
取られる。そこで第2高調波22の偏光方向は、レーザー
ビーム21のそれに対して約45°回転する。またBBO結
晶16において、基本波であるレーザービーム21および第
2高調波22と和周波23との間では、タイプIの位相整合
が取られる。位相補償板17はこれらレーザービーム21お
よび第2高調波22の位相を調整して、そこに入射する前
は上述のように約45°ずれていたそれらの偏光方向を、
ほぼ等しい向きに揃える。こうしてレーザービーム21お
よび第2高調波22が、偏光方向がほぼ一致した状態でB
BO結晶16に入射すれば、タイプIの位相整合が良好に
取られるようになり、よってそれらが効率良く和周波23
に変換される。本実施例では、フェーズドアレイレーザ
ー11の出力が500 mWのときに、1mWの和周波23が取
られる。
In the KTP crystal 15, a type II phase matching is established between the laser beam 21 and the second harmonic 22. Then, the polarization direction of the second harmonic 22 rotates about 45 ° with respect to that of the laser beam 21. In the BBO crystal 16, a type I phase matching is achieved between the laser beam 21 and the second harmonic 22 as the fundamental wave and the sum frequency 23. The phase compensator 17 adjusts the phases of the laser beam 21 and the second harmonic 22, and changes their polarization directions, which have been shifted by about 45 ° as described above before being incident thereon,
Align in almost the same direction. In this manner, the laser beam 21 and the second harmonic 22
When the light is incident on the BO crystal 16, the type I phase matching can be satisfactorily achieved, so that they can be efficiently summed.
Is converted to In this embodiment, when the output of the phased array laser 11 is 500 mW, a sum frequency 23 of 1 mW is taken.

【0021】なお、第2高調波22のレーザービーム21に
対する偏光方向のずれは上述のように約45°であり、そ
の値はKTP結晶15の温度に応じて変化する。そこで、
前述した温調手段によりKTP結晶15の温度を調節する
ことにより、上記偏光方向のずれを位相補償板17による
補償分と正確に合致させれば、BBO結晶16に入射する
レーザービーム21および第2高調波22は正確に偏光方向
が揃った状態となり、タイプIの位相整合が極めて良好
に取られるようになる。
The deviation of the polarization direction of the second harmonic 22 from the laser beam 21 is about 45 ° as described above, and the value changes according to the temperature of the KTP crystal 15. Therefore,
By adjusting the temperature of the KTP crystal 15 by the above-mentioned temperature control means so that the deviation of the polarization direction exactly matches the compensation by the phase compensating plate 17, the laser beam 21 and the second The harmonics 22 are in a state where the polarization directions are exactly aligned, and the type I phase matching can be achieved very well.

【0022】次に図2を参照して、本発明の第2実施例
について説明する。なおこの図2において、図1中のも
のと同じ要素については同番号を付してあり、それらに
ついての重複した説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

【0023】この第2実施例の装置においては、第1実
施例の装置で用いられたKTP結晶15に代えてBBO結
晶40が、また位相補償板17に代えて位相補償板41が用い
られている。BBO結晶40の前側端面40a、位相補償板
41の両端面41a、41bにはそれぞれ、第1実施例装置に
おけるのと同様のコーティング32、33、34が施されてい
る。
In the apparatus of the second embodiment, a BBO crystal 40 is used instead of the KTP crystal 15 used in the apparatus of the first embodiment, and a phase compensator 41 is used instead of the phase compensator 17. I have. Front end face 40a of BBO crystal 40, phase compensator
Coatings 32, 33, and 34 similar to those in the first embodiment are applied to both end surfaces 41a and 41b of 41, respectively.

【0024】この装置においても、共振器ミラー14がレ
ーザービーム21および第2高調波22用に兼用され、そし
てNd:YVO4 ロッド13の外側端面13aがレーザービ
ーム21用の共振器ミラー面、それと平行に形成された内
側端面13bが第2高調波22用の共振器ミラー面とされて
いるので、それらにより第1実施例におけるのと同様の
作用、効果が得られる。
[0024] In this device, the resonator mirror 14 is also used for the laser beam 21 and the second harmonic wave 22, and Nd: YVO 4 resonator mirror surface outer end surface 13a of the laser beam 21 of the rod 13, at the same Since the inner end surface 13b formed in parallel is a resonator mirror surface for the second harmonic 22, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.

【0025】なお、第1の非線形光学材料の結晶として
のBBO結晶40においては、レーザービーム21と第2高
調波22との間でタイプIIの位相整合が取られ、第2高調
波22の偏光方向はレーザービーム21のそれに対して約45
°回転する。そして位相補償板41は、この45°の偏光方
向のずれを解消するように、レーザービーム21および第
2高調波22の位相を調整する。それによりこの場合も、
BBO結晶16において、レーザービーム21および第2高
調波22と和周波23との間で良好にタイプIの位相整合が
取られ、効率良く和周波23が得られるようになる。
In the BBO crystal 40 as a crystal of the first nonlinear optical material, a type II phase matching is established between the laser beam 21 and the second harmonic 22, and the polarization of the second harmonic 22 Direction is about 45 for that of laser beam 21
° rotate. Then, the phase compensating plate 41 adjusts the phases of the laser beam 21 and the second harmonic 22 so as to eliminate the shift of the polarization direction of 45 °. So in this case too,
In the BBO crystal 16, the type I phase matching between the laser beam 21 and the second harmonic wave 22 and the sum frequency 23 is favorably achieved, and the sum frequency 23 can be obtained efficiently.

【0026】またこの場合もBBO結晶40の温度を調節
することにより、BBO結晶16に入射するレーザービー
ム21および第2高調波22の偏光方向を正確に一致させる
ことが可能となる。
Also in this case, by adjusting the temperature of the BBO crystal 40, the polarization directions of the laser beam 21 and the second harmonic 22 incident on the BBO crystal 16 can be accurately matched.

【0027】なおこのようにBBO結晶40あるいは第1
実施例のKTP結晶15を温度調節する手段は必ずしも必
要ではないが、それを設けておけば、既述の通り高い変
換効率を実現する上でより有利となる。
As described above, the BBO crystal 40 or the first
Means for adjusting the temperature of the KTP crystal 15 of the embodiment is not necessarily required, but providing such a means is more advantageous in realizing high conversion efficiency as described above.

【0028】またBBO結晶の代わりに、LBO結晶等
を用いてもよい。さらにレーザー媒質としては、Nd:
YVO4 の代わりにNd:YLF、Nd:YAG、NA
B、Nd:LiNbO3 、NYAB、LNP等を用いる
ことができる。
In place of the BBO crystal, an LBO crystal or the like may be used. Further, as a laser medium, Nd:
Instead of YVO 4 Nd: YLF, Nd: YAG, NA
B, Nd: LiNbO 3 , NYAB, LNP, or the like can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す概略側面図FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を示す概略側面図FIG. 2 is a schematic side view showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーザービーム(ポンピング光) 11 半導体レーザー 13 Nd:YVO4 ロッド 13a Nd:YVO4 ロッドの外側端面 13b Nd:YVO4 ロッドの内側端面 14 共振器ミラー 15 KTP結晶 16、40 BBO結晶 17、41 位相補償板 18 ペルチェ素子 19 温度センサー 20 温調回路 21 レーザービーム(固体レーザー発振ビーム) 22 第2高調波 23 和周波 31、32、33、34、35、36、37 コーティング10 Laser beam (pumping light) 11 Semiconductor laser 13 Nd: YVO 4 rod 13 a Nd: YVO 4 rod outer end face 13 b Nd: YVO 4 rod inner end face 14 Resonator mirror 15 KTP crystal 16, 40 BBO crystal 17, 41 Phase Compensator 18 Peltier element 19 Temperature sensor 20 Temperature control circuit 21 Laser beam (solid laser oscillation beam) 22 Second harmonic 23 Sum frequency 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 Coating

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 固体レーザー媒質をポンピングして得ら
れたレーザービームを固体レーザー共振器内に配された
第1の非線形光学材料の結晶に入射させて第2高調波を
発生させ、 この第2高調波と前記レーザービームを第2の非線形光
学材料の結晶に入射させてそれらの和周波を発生させる
光波長変換装置において、 固体レーザー共振器を構成する1つのミラーが第2高調
波用共振器の1つのミラーとして兼用され、 前記固体レーザー媒質の外側端面に、固体レーザー共振
器の他方のミラーとなるコーティングが施されるととも
に、 前記固体レーザー媒質の内側端面に、前記第2高調波の
共振器の他方のミラーとなるコーティングが施されてい
ることを特徴とする光波長変換装置。
A laser beam obtained by pumping a solid-state laser medium is incident on a crystal of a first nonlinear optical material disposed in a solid-state laser resonator to generate a second harmonic. In a light wavelength conversion device for generating a sum frequency by making a harmonic and the laser beam incident on a crystal of a second nonlinear optical material, one mirror constituting a solid-state laser resonator has a second harmonic resonator. The outer end face of the solid-state laser medium is coated with the other mirror of the solid-state laser resonator, and the inner end face of the solid-state laser medium is resonated with the second harmonic. An optical wavelength conversion device, wherein the optical wavelength conversion device is provided with a coating to be the other mirror of the vessel.
【請求項2】 前記固体レーザー媒質の外側端面と内側
端面とが、互いに平行に形成されていることを特徴とす
る請求項1記載の光波長変換装置。
2. The optical wavelength converter according to claim 1, wherein an outer end face and an inner end face of the solid-state laser medium are formed parallel to each other.
JP31788591A 1991-12-02 1991-12-02 Optical wavelength converter Expired - Lifetime JP2654728B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31788591A JP2654728B2 (en) 1991-12-02 1991-12-02 Optical wavelength converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31788591A JP2654728B2 (en) 1991-12-02 1991-12-02 Optical wavelength converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05152656A JPH05152656A (en) 1993-06-18
JP2654728B2 true JP2654728B2 (en) 1997-09-17

Family

ID=18093142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31788591A Expired - Lifetime JP2654728B2 (en) 1991-12-02 1991-12-02 Optical wavelength converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2654728B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH05152656A (en) 1993-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5291503A (en) Internally stimulated optical parametric oscillator/laser
US5063566A (en) Internally-doubled, composite-cavity microlaser
EP0943167B1 (en) Frequency conversion laser
JP2704341B2 (en) Optical wavelength converter
US5995523A (en) Single mode laser suitable for use in frequency multiplied applications and method
WO1998010497A1 (en) Laser
JPH06283794A (en) Laser-diode-pumped solid laser
JP2824884B2 (en) Polarization control element and solid-state laser device
JP3683360B2 (en) Polarization control element and solid-state laser
JPH11103118A (en) Solid-state laser device and its manufacture
JPH07128695A (en) Light wavelength converting device
JP2654728B2 (en) Optical wavelength converter
JPH104233A (en) Wavelength conversion laser
JPH1041573A (en) Laser oscillator
JPH04137775A (en) Semiconductor laser excitation solid state laser
JPH0688979A (en) Q switch/second harmonic generating combined element
JPH07154021A (en) Variable wavelength blue color laser
JP2670647B2 (en) Laser diode pumped solid state laser
JPH05299751A (en) Laser-diode pumping solid-state laser
JPH09232665A (en) Output stabilizing second harmonics light source
JPH07131101A (en) Laser beam generating device
JP3282221B2 (en) Laser light generator
JPH0595144A (en) Semiconductor laser-excited solid state laser
JP3420804B2 (en) Solid state laser
JPH05211369A (en) Laser diode pumping solid laser

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19970415

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080530

Year of fee payment: 11

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090530

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090530

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100530

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110530

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110530

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120530

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120530

Year of fee payment: 15