JP2727259B2 - Optical wavelength converter - Google Patents

Optical wavelength converter

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JP2727259B2
JP2727259B2 JP3086404A JP8640491A JP2727259B2 JP 2727259 B2 JP2727259 B2 JP 2727259B2 JP 3086404 A JP3086404 A JP 3086404A JP 8640491 A JP8640491 A JP 8640491A JP 2727259 B2 JP2727259 B2 JP 2727259B2
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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、基本波を第2高調波に
変換する光波長変換装置に関し、特に詳細には、レーザ
ーダイオードポンピング固体レーザーの共振器内に配さ
れ、基本波と第2高調波との間でタイプIIの位相整合が
取られるようにした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 conversion device for converting a fundamental wave into a second harmonic, and more particularly, to an optical wavelength conversion device which is disposed in a resonator of a laser diode pumped solid-state laser. The present invention relates to an optical wavelength conversion device capable of achieving type II phase matching with harmonics.

【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。この種のレーザ
ーダイオードポンピング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 laser-diode-pumped solid-state laser, a bulk single crystal of a nonlinear optical material is disposed in the resonator to obtain a laser beam of a shorter wavelength, and the solid-state laser oscillation beam is converted to a second harmonic. Wavelength conversion is also performed.

【0003】ところで上記非線形光学材料の結晶として
は、例えばKTPのような2軸性結晶が用いられること
も多い。J.Appl .Phys .Vol.55,p65(1984)
にはYaoらによって、2軸性結晶であるKTPの位相整
合方法に関する内容が詳細に記述されている。以下、こ
こに記述されている2軸性結晶における位相整合方法に
関して説明する。図4に示すようにθを光の進行方向と
結晶の光学軸Zとのなす角度とし、φを光学軸X、Yを
含む面においてX軸からの光の進行方向の角度とする。
ここで、任意の角度で入射したときの基本波および第2
高調波に対する結晶の屈折率を各々
By the way, a biaxial crystal such as KTP is often used as a crystal of the nonlinear optical material. J. Appl. Phys. Vol. 55, p65 (1984)
Describes in detail the method of phase matching of KTP, which is a biaxial crystal, by Yao et al. Hereinafter, the phase matching method in the biaxial crystal described here will be described. As shown in FIG. 4, θ is the angle between the traveling direction of light and the optical axis Z of the crystal, and φ is the angle of the traveling direction of light from the X axis on a plane including the optical axes X and Y.
Here, the fundamental wave and the second wave when incident at an arbitrary angle
The index of refraction of the crystal for each harmonic

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】とし、基本波および第2高調波の光学軸
X、Y、Z各方向の偏光成分に対する結晶の屈折率をそ
れぞれ、
[0005] The refractive indices of the crystal with respect to the polarization components of the fundamental wave and the second harmonic in the optical axes X, Y and Z are respectively

【0006】[0006]

【数2】 (Equation 2)

【0007】とする。次に、 kX =sin θ・cos φ kY =sin θ・sin φ kZ =cos θ としたとき、[0007] Next, when k X = sin θ · cos φ k Y = sin θ · sin φ k Z = cos θ,

【0008】[0008]

【数3】 (Equation 3)

【0009】[0009]

【数4】 (Equation 4)

【0010】上記(数3)および(数4)の解が位相整
合条件となる。
The solutions of (Equation 3) and (Equation 4) are phase matching conditions.

【0011】[0011]

【数5】 (Equation 5)

【0012】とおいたとき(数3)および(数4)式の
解は、
Then, the solutions of the equations (3) and (4) are

【0013】[0013]

【数6】 (Equation 6)

【0014】[0014]

【数7】 (Equation 7)

【0015】(複号はi=1のとき+、i=2のとき
−)となる。
(The double sign is + when i = 1 and − when i = 2).

【0016】ここで、Here,

【0017】[0017]

【数8】 (Equation 8)

【0018】なる条件が満足されるとき、基本波と第2
高調波との間で位相整合が取られ、これはタイプIの位
相整合と称されている。また、
When the following condition is satisfied, the fundamental wave and the second
Phase matching is achieved with the harmonics, which is referred to as type I phase matching. Also,

【0019】[0019]

【数9】 (Equation 9)

【0020】なる条件が満たされるときにも、基本波と
第2高調波との間で位相整合が取られ、これは一般にタ
イプIIの位相整合と称されている。
When the following condition is satisfied, phase matching is performed between the fundamental wave and the second harmonic, which is generally called type II phase matching.

【0021】ところで、上記のような2軸性結晶を用い
てタイプIIの位相整合を取る場合、結晶に入射させる基
本波が該結晶に関して2つの屈折率を感じるようにな
る。例えば結晶の非線形光学定数d24を利用する場合、
すなわち図5に示すように結晶10の光学軸YからZ軸側
に45°傾いた方向に直線偏光した(つまりY軸方向の直
線偏光成分とZ軸方向の直線偏光成分とを有する)基本
波11を入射させて、Y軸方向に直線偏光した第2高調波
12を取り出す場合、基本波11は屈折率
When the type II phase matching is performed using the above-described biaxial crystal, the fundamental wave to be incident on the crystal has two refractive indexes with respect to the crystal. For example, when using the nonlinear optical constant d 24 of a crystal,
That is, as shown in FIG. 5, a fundamental wave linearly polarized in a direction inclined by 45 ° from the optical axis Y of the crystal 10 to the Z axis side (that is, having a linear polarization component in the Y axis direction and a linear polarization component in the Z axis direction) as shown in FIG. 2nd harmonic linearly polarized in the Y-axis direction with 11 incident
When taking out 12, fundamental wave 11 is refractive index

【0022】[0022]

【数10】 (Equation 10)

【0023】つまりZ軸方向の偏光成分が感じる屈折率
と、屈折率
That is, the refractive index felt by the polarization component in the Z-axis direction and the refractive index

【0024】[0024]

【数11】 [Equation 11]

【0025】まり光の進行方向とZ軸に直角なY’方向
の偏光成分が感じる屈折率の双方を感じる。
Both the traveling direction of the condensed light and the refractive index felt by the polarized light component in the Y 'direction perpendicular to the Z axis are felt.

【0026】なお図5のように結晶10がカットされてい
る場合、厳密に言えば、基本波11はY’方向(Y軸から
X軸側に傾いた方向)およびZ軸方向に直線偏光した状
態で入射され、第2高調波12はY’方向に偏光した状態
で取り出されることになるが、実用上は上記のように考
えて差支えない。
When the crystal 10 is cut as shown in FIG. 5, strictly speaking, the fundamental wave 11 is linearly polarized in the Y 'direction (the direction inclined from the Y axis to the X axis) and the Z axis direction. In this state, the second harmonic 12 is extracted in a state of being polarized in the Y 'direction. However, in practice, the second harmonic 12 may be considered as described above.

【0027】上述のように、基本波が2つの屈折率を感
じると、それぞれの屈折率に対する偏光成分の間に下記
の位相差Δが生じる。
As described above, when the fundamental wave has two refractive indices, the following phase difference Δ occurs between the polarization components for each refractive index.

【0028】[0028]

【数12】 (Equation 12)

【0029】この位相差Δが生じると、基本波の直線偏
光方向が位相差Δの値に応じて変化することになる。こ
うして基本波の直線偏光方向が変化すると、非線形光学
材料結晶の光学軸に対する基本波偏光方向の角度が、最
大波長変換効率を得る所定角度からずれてしまい、第2
高調波の光強度が低下することになる。
When this phase difference Δ occurs, the direction of linear polarization of the fundamental wave changes according to the value of the phase difference Δ. When the linear polarization direction of the fundamental wave changes in this manner, the angle of the polarization direction of the fundamental wave with respect to the optical axis of the nonlinear optical material crystal deviates from a predetermined angle at which the maximum wavelength conversion efficiency is obtained, and the second
The light intensity of the harmonics will decrease.

【0030】そこで、最大の第2高調波出力を得るため
には、結晶温度を最適に制御したり、あるいは結晶長を
最適に調整する必要がある。例えば米国特許第4,913,53
3 号明細書には、前者の手法を採る光波長変換装置の一
例が示されており、一方特開平1-152781号公報、同1-15
2782号公報には、後者の手法を採る光波長変換装置の一
例が示されている。
Therefore, in order to obtain the maximum second harmonic output, it is necessary to optimally control the crystal temperature or adjust the crystal length optimally. For example, U.S. Pat.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-152781 and 1-15 describe an example of an optical wavelength conversion device that adopts the former method.
Japanese Patent Publication No. 2782 discloses an example of an optical wavelength conversion device employing the latter method.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】しかし、結晶長を任意
に設定しておいて、結晶温度の制御によって最大の第2
高調波出力を得ようとすると、大きな温度調節ストロー
クが求められるために温調電源やヒートシンクが大型化
し、光波長変換装置の大型化やコストアップを招く。
However, the crystal length is set arbitrarily, and the maximum second length is controlled by controlling the crystal temperature.
In order to obtain a harmonic output, a large temperature control stroke is required, so that the temperature control power supply and the heat sink are increased in size, resulting in an increase in the size and cost of the optical wavelength converter.

【0032】一方、結晶温度が一定となるように温度調
節をし、個々の結晶の長さをその温度に対して最適な値
に調整して対応する場合は、結晶長の許容誤差が極めて
小さいため、現実には、最大の第2高調波出力を得るの
は非常に困難となっている。そして、たとえそのような
ことが可能でも、この場合には、結晶長の厳密な測定お
よび調整の作業が必要となるから、光波長変換装置が大
幅にコストアップしてしまう。
On the other hand, when the temperature is adjusted so that the crystal temperature becomes constant, and the length of each crystal is adjusted to an optimum value for the temperature to cope with the temperature, the tolerance of the crystal length is extremely small. Therefore, it is actually very difficult to obtain the maximum second harmonic output. And even if such a thing is possible, in this case, the work of strict measurement and adjustment of the crystal length is required, and the cost of the optical wavelength converter is greatly increased.

【0033】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、基本波と第2高調波との間でタイプIIの
位相整合が取られる非線形光学材料の結晶を用いて、最
大の第2高調波出力を得ることができ、しかも小型かつ
安価に形成可能な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。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and uses a crystal of a nonlinear optical material that achieves type II phase matching between a fundamental wave and a second harmonic, thereby maximizing the efficiency. It is an object of the present invention to provide an optical wavelength converter that can obtain a second harmonic output and that can be formed small and inexpensively.

【0034】[0034]

【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、前述したようにレーザーダイオードポンピング
固体レーザーの共振器内に配され、入射した基本波とし
ての固体レーザー発振ビームを、タイプIIの位相整合を
取って第2高調波に変換する非線形光学材料の結晶に加
えて、上記共振器内において、上記非線形光学材料の結
晶を内部に含まない状態に配されて、固体レーザー発振
ビームの波長を調節可能に選択する波長選択素子が設け
られたことを特徴とするものである。
The optical wavelength converter according to the present invention is arranged in a resonator of a laser diode-pumped solid-state laser as described above, and converts an incident solid-state laser oscillation beam as a fundamental wave into a type II laser. In addition to the crystal of the nonlinear optical material that converts the phase into the second harmonic, the crystal of the nonlinear optical material is disposed inside the resonator without including the crystal, and the wavelength of the solid-state laser oscillation beam is increased. And a wavelength selection element for adjusting the wavelength is provided.

【0035】[0035]

【作用および発明の効果】上記の構成においては、波長
選択素子により固体レーザーの発振波長を変えると、前
記(数12)式における基本波波長λが変化し、またそ
れにともなって屈折率
In the above configuration, when the oscillation wavelength of the solid-state laser is changed by the wavelength selection element, the fundamental wavelength λ in the above equation (12) is changed, and the refractive index is accordingly changed.

【0036】[0036]

【数13】 (Equation 13)

【0037】も変化するので、位相差Δの値が変化す
る。すると、それに応じて基本波の偏光方向も変化す
る。そこで、波長選択素子により発振波長を適当に調節
すれば、非線形光学材料結晶に対する基本波の偏光方向
を、最大の波長変換効率が得られるように設定すること
ができ、高強度の波長変換された短波長レーザービーム
を得ることが可能となる。
Changes, the value of the phase difference Δ changes. Then, the polarization direction of the fundamental wave changes accordingly. Therefore, if the oscillation wavelength is appropriately adjusted by the wavelength selection element, the polarization direction of the fundamental wave with respect to the nonlinear optical material crystal can be set so as to obtain the maximum wavelength conversion efficiency, and the wavelength conversion of high intensity is performed. It is possible to obtain a short wavelength laser beam.

【0038】そして上記構成の本発明装置は、大型かつ
高精度の温度調節手段は不要で、結晶長の厳密な測定や
調整も不要であるから、小型、安価に形成可能となる。
The apparatus of the present invention having the above configuration does not require a large-sized and highly accurate temperature control means and does not require strict measurement and adjustment of the crystal length, so that it can be formed small and inexpensively.

【0039】また上記の構成においては、波長選択素子
の作用で固体レーザーが単一縦モード発振するので、波
長変換された短波長レーザービームにモード競合による
ノイズが生じることが防止される。
Further, in the above configuration, the solid-state laser oscillates in a single longitudinal mode by the action of the wavelength selection element, thereby preventing generation of noise due to mode competition in the wavelength-converted short-wavelength laser beam.

【0040】[0040]

【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を
有する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13を発する半導体
レーザー(フェーズドアレイレーザー)14と、発散光で
ある上記レーザービーム13を平行光化するコリメーター
レンズ15aと、このレンズ15aを通過したレーザービー
ム13を集束させる集光レンズ15bと、ネオジウム(N
d)がドーピングされた固体レーザーロッドであるYV
4 ロッド(以下、Nd:YVO4 ロッドと称する)16
と、このNd:YVO4 ロッド16の前方側(図中右方
側)に配された共振器ミラー17と、この共振器ミラー17
とNd:YVO4 ロッド16との間に配されたKTP結晶
10と、このKTP結晶10とNd:YVO4 ロッド16との
間に配されたエタロン板20とからなる。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14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。
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. A laser diode pumped solid-state laser having this optical wavelength conversion device,
A semiconductor laser (phased array laser) 14 that emits a laser beam 13 as pumping light, a collimator lens 15a that converts the laser beam 13 that is divergent light into parallel light, and a laser beam 13 that has passed through the lens 15a is focused. The condenser lens 15b and neodymium (N
d) a solid-state laser rod doped with YV
O 4 rod (hereinafter referred to as Nd: YVO 4 rod) 16
A resonator mirror 17 disposed on the front side (the right side in the figure) of the Nd: YVO 4 rod 16;
KTP crystal arranged between Nd: YVO 4 rod 16
An etalon plate 20 is provided between the KTP crystal 10 and the Nd: YVO 4 rod 16. The components described above are mounted and integrated on a common housing (not shown). The temperature of the phased array laser 14 is adjusted to a predetermined temperature by a Peltier device (not shown) and a temperature adjustment circuit.

【0041】このフェーズドアレイレーザー14として
は、波長λ1 =809 nmのレーザービーム13を発するも
のが用いられている。一方Nd:YVO4 ロッド16は、
上記レーザービーム13によってネオジウム原子が励起さ
れることにより、基本波長λ2 =1064nmのレーザービ
ーム11を発する。
As the phased array laser 14, a laser emitting a laser beam 13 having a wavelength λ 1 = 809 nm is used. On the other hand, the Nd: YVO 4 rod 16
When the neodymium atoms are excited by the laser beam 13, a laser beam 11 having a fundamental wavelength λ 2 = 1064 nm is emitted.

【0042】Nd:YVO4 ロッド16の光入射側端面16
aには、波長1064nmのレーザービーム11は良好に反射
させ(反射率99.9%以上)、波長809 nmのポンピング
用レーザービーム13は良好に透過させる(透過率99%以
上)コーティング18が施されている。またNd:YVO
4 ロッド16の光出射側端面16bには、波長1064nmのレ
ーザービーム11を良好に透過させる(透過率99.9%以
上)無反射コーティング9が施されている。一方共振器
ミラー17のKTP結晶10側の面17aは球面の一部をなす
形状とされ、その表面には、波長1064nmのレーザービ
ーム11および波長809 nmのレーザービーム13は良好に
反射させ、そして後述する波長532 nmの第2高調波12
は良好に透過させるコーティング19が施されている。し
たがって波長1064nmのレーザービーム11は、上記の面
16a、17a間に閉じ込められて、レーザー発振を引き起
こす。エタロン板20の両端面においては、特に無反射コ
ーティングは施されてはいない。なお特に図示はしない
がKTP結晶10のエタロン板20側の端面には、上記無反
射コーティング9と同様のコーティングが施されてい
る。
Nd: YVO 4 rod 16 light incident side end face 16
The coating 18a is coated with a laser beam 11 having a wavelength of 1064 nm, which reflects well (a reflectance of 99.9% or more), and a laser beam 13 for pumping, having a wavelength of 809 nm, which transmits well (a transmittance of 99% or more). I have. Also Nd: YVO
An anti-reflection coating 9 that allows the laser beam 11 having a wavelength of 1064 nm to pass therethrough (having a transmittance of 99.9% or more) is applied to the light emitting side end face 16b of the four rods 16. On the other hand, the surface 17a of the resonator mirror 17 on the side of the KTP crystal 10 has a shape which forms a part of a spherical surface, and the laser beam 11 having a wavelength of 1064 nm and the laser beam 13 having a wavelength of 809 nm are reflected well on the surface, and The second harmonic 12 with a wavelength of 532 nm
Has a coating 19 that allows good transmission. Therefore, the laser beam 11 having a wavelength of 1064 nm
It is trapped between 16a and 17a and causes laser oscillation. The anti-reflection coating is not particularly applied to both end surfaces of the etalon plate 20. Although not shown, the end face of the KTP crystal 10 on the etalon plate 20 side is coated with the same coating as the antireflection coating 9.

【0043】このレーザービーム11は非線形光学材料で
あるKTP結晶10に入射して、波長が1/2すなわち53
2 nmの第2高調波12に波長変換される。共振器ミラー
17の面17aには前述した通りのコーティング19が施され
ているので、この共振器ミラー17からは、ほぼ第2高調
波12のみが取り出される。
This laser beam 11 is incident on the KTP crystal 10 which is a nonlinear optical material, and has a wavelength of す な わ ち
The wavelength is converted to a second harmonic 12 of 2 nm. Resonator mirror
Since the coating 19 as described above is applied to the surface 17 a of the mirror 17, almost only the second harmonic 12 is extracted from the resonator mirror 17.

【0044】波長選択素子としてのエタロン板20は、く
さび状に形成されている。またそれを保持した保持部材
21には、図中上下方向に延びる複数のガイドロッド22が
挿通されている。これらのガイドロッド22の下端部は固
定台23に固定されており、保持部材21はガイドロッド22
に沿って上下方向に移動自在となっている。そして固定
台23には精密ねじ24が回転自在に保持され、この精密ね
じ24の先端部は上記保持部材21に螺合されている。した
がって精密ねじ24が回転されると、保持部材21が上下方
向に螺進退し、エタロン板20が上下移動する。なお、上
記のようなエタロン板20がレーザービーム11の光路に挿
入されていることにより、このレーザービーム11の発振
波長がエタロン板20の厚みに応じて所定値に選択され
る。
The etalon plate 20 as a wavelength selection element is formed in a wedge shape. Holding member holding it
A plurality of guide rods 22 extending in the vertical direction in the figure are inserted through 21. The lower ends of these guide rods 22 are fixed to a fixed base 23, and the holding members 21
It can move up and down along. A precision screw 24 is rotatably held on the fixed base 23, and the tip of the precision screw 24 is screwed to the holding member 21. Therefore, when the precision screw 24 is rotated, the holding member 21 advances and retreats in the vertical direction, and the etalon plate 20 moves up and down. Since the etalon plate 20 is inserted in the optical path of the laser beam 11, the oscillation wavelength of the laser beam 11 is selected to a predetermined value according to the thickness of the etalon plate 20.

【0045】図5に詳しく示すように、2軸性結晶であ
るKTP結晶10は、YZ面をZ軸周りに24°回転させた
面でカットされている。この構成においては、矢印Pで
示すレーザービーム11の直線偏光方向とZ軸とが45°の
角度をなす場合に、大きな非線形光学定数d24が利用さ
れた上で、基本波としてのレーザービーム11と第2高調
波12との間で良好にタイプIIの位相整合が取られ、最大
強度の第2高調波12が得られる。
As shown in detail in FIG. 5, the KTP crystal 10, which is a biaxial crystal, is cut by a plane obtained by rotating the YZ plane by 24 ° around the Z axis. In this configuration, when the linear polarization direction of the laser beam 11 indicated by the arrow P and the Z axis make an angle of 45 °, a large nonlinear optical constant d 24 is used, and the laser beam 11 as a fundamental wave is used. And the second harmonic 12, good type II phase matching is obtained, and the second harmonic 12 having the maximum intensity is obtained.

【0046】しかし、KTP結晶10によりレーザービー
ム11に前述のような位相差Δが生じると、その値に応じ
てレーザービーム11の直線偏光方向が変化してしまうの
で、上記45°の角度を実現できないことも起こり得る。
そこで、前述した精密ねじ24を右回りあるいは左回りに
回転させて、エタロン板20を上下方向に微小量ずつ移動
させると、該エタロン板20におけるレーザービーム11の
光路長が変化するので、選択される発振波長の値が極く
僅かずつ変化する。レーザービーム11の波長が変化する
と、前述したように位相差Δの値が変化し、したがって
その直線偏光方向も変化する。このようにしてレーザー
ビーム11の直線偏光方向を微調整すれば、この直線偏光
方向が上述したようにZ軸に対して45°をなす状態が得
られ、そのときに最大強度の第2高調波12を得ることが
できる。なおくさび状のエタロン板20は、一方の光通過
面に対して他方の光通過面が例えば1′程度の角度をな
すように形成すればよい。
However, when the above-mentioned phase difference Δ is generated in the laser beam 11 by the KTP crystal 10, the linear polarization direction of the laser beam 11 changes according to the value, so that the angle of 45 ° is realized. Something you can't do can happen.
Therefore, when the precision screw 24 is rotated clockwise or counterclockwise to move the etalon plate 20 by a small amount in the vertical direction, the optical path length of the laser beam 11 in the etalon plate 20 changes. The value of the oscillation wavelength changes very little. When the wavelength of the laser beam 11 changes, the value of the phase difference Δ changes as described above, and therefore the direction of the linearly polarized light also changes. By finely adjusting the linear polarization direction of the laser beam 11 in this manner, a state is obtained in which the linear polarization direction forms an angle of 45 ° with the Z axis as described above. You can get 12. Note that the wedge-shaped etalon plate 20 may be formed such that the other light passage surface forms an angle of, for example, about 1 'with respect to one light passage surface.

【0047】また、上記のようなエタロン板20を設けた
ことにより、このレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーは単一縦モード発振するようになる。したがって
このレーザーダイオードポンピング固体レーザーにおい
ては縦モード競合が起こることがなく、それによるノイ
ズの発生を防止できる。
Further, by providing the etalon plate 20 as described above, the laser diode pumped solid-state laser oscillates in a single longitudinal mode. Therefore, in the laser diode pumped solid-state laser, longitudinal mode competition does not occur, and generation of noise due to the competition can be prevented.

【0048】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
のと同等の要素については同番号を付し、それらについ
ての重複した説明は省略する(以下、同様)。
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 a duplicate description thereof will be omitted (the same applies hereinafter).

【0049】この第2実施例におけるエタロン板30は、
2つの光通過面が平行平面とされたものであるが、保持
部材31に対して、回転軸32を中心に回転自在に保持され
ている。そして保持部材31には、調節つまみ33が回転軸
34を中心に回転自在に取り付けられている。この回転軸
34は、図示しない減速歯車列を介して上記回転軸32に連
結されている。したがって、調節つまみ33が回転操作さ
れると、エタロン板30が回転軸32を中心にして回転す
る。このようにしてエタロン板30が回転されると、そこ
におけるレーザービーム11の通過長が変化するので、こ
の場合も第1実施例と同様にレーザービーム11の直線偏
光方向を調節可能となる。
The etalon plate 30 in the second embodiment is
Although the two light passing surfaces are parallel planes, they are held by a holding member 31 so as to be rotatable about a rotation shaft 32. An adjusting knob 33 is provided on the holding member 31 as a rotating shaft.
It is mounted to rotate around 34. This rotation axis
34 is connected to the rotating shaft 32 via a reduction gear train (not shown). Therefore, when the adjustment knob 33 is rotated, the etalon plate 30 rotates about the rotation shaft 32. When the etalon plate 30 is rotated in this manner, the passing length of the laser beam 11 there changes, so that the linear polarization direction of the laser beam 11 can be adjusted also in this case as in the first embodiment.

【0050】次に図3を参照して、本発明の第3実施例
について説明する。この実施例においては、Nd:YV
4 ロッド16がくさび状に形成されている。そしてその
光出射側端面16bに、前述の無反射コーティング9(図
1および図2参照)は施されていない。この構成のN
d:YVO4 ロッド16においては、レーザービーム11の
一部(例えば20%程度)が光出射側端面16bで反射して
光入射側端面16a側に戻り、定在波が生じるようになる
ので、該ロッド16は、選択波長を調節可能な波長選択素
子としても機能する。このNd:YVO4 ロッド16は、
図1の装置のものと同様の保持部材21に取り付けられ、
精密ねじ24を回転操作することにより図中上下方向に移
動可能とされている。この構成においても、Nd:YV
4 ロッド16を上下移動させることにより、レーザービ
ーム11の発振波長を変化させ、その直線偏光方向を調節
することができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, Nd: YV
The O 4 rod 16 is formed in a wedge shape. The above-mentioned anti-reflection coating 9 (see FIGS. 1 and 2) is not applied to the light emitting side end face 16b. N of this configuration
d: In YVO 4 rod 16, since a part of the laser beam 11 (e.g. about 20%) is returned to the light incident surface 16a side is reflected by the light exit end face 16b, so that a standing wave is generated, The rod 16 also functions as a wavelength selection element capable of adjusting a selected wavelength. This Nd: YVO 4 rod 16
Attached to a holding member 21 similar to that of the device of FIG.
By rotating the precision screw 24, it can be moved up and down in the figure. Also in this configuration, Nd: YV
By moving the O 4 rod 16 up and down, the oscillation wavelength of the laser beam 11 can be changed and its linear polarization direction can be adjusted.

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

【図1】本発明の第1実施例装置の側面図FIG. 1 is a side view of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例装置の側面図FIG. 2 is a side view of an apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例装置の側面図FIG. 3 is a side view of a device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明に関連する結晶内部での基本波進行方向
と光学軸Zとがなす角度θ、および基本波進行方向と光
学軸Xとがなす角度φを説明する概略図
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an angle θ between a fundamental wave traveling direction and an optical axis Z and an angle φ between a fundamental wave traveling direction and an optical axis X inside a crystal related to the present invention.

【図5】非線形光学材料の光学軸と基本波の直線偏光方
向との関係を説明するための概略図
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the relationship between the optical axis of a nonlinear optical material and the direction of linear polarization of a fundamental wave.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

9、18、19 コーティング 10 KTP結晶 11 レーザービーム(基本波) 12 第2高調波 16 Nd:YVO4 ロッド 17 共振器ミラー 20、30 エタロン板 21、31 保持部材 22 ガイドロッド 23 固定部材 24 精密ねじ 32、34 回転軸 33 調整つまみ9, 18, 19 Coating 10 KTP crystal 11 Laser beam (fundamental wave) 12 Second harmonic 16 Nd: YVO 4 rod 17 Resonator mirror 20, 30 Etalon plate 21, 31 Holding member 22 Guide rod 23 Fixing member 24 Precision screw 32, 34 Rotary axis 33 Adjustment knob

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザーダイオードポンピング固体レー
ザーの共振器内に配され、入射した基本波としての固体
レーザー発振ビームを、タイプIIの位相整合を取って第
2高調波に変換する非線形光学材料の結晶と、 前記共振器内において、前記非線形光学材料の結晶を内
部に含まない状態に配されて固体レーザー発振ビーム
の波長を調節可能に選択する波長選択素子とが設けられ
てなる光波長変換装置。
A crystal of a nonlinear optical material which is arranged in a resonator of a laser diode pumped solid-state laser and converts an incident solid-state laser oscillation beam as a fundamental wave into a second harmonic by taking phase II phase matching. inner If, Oite within said resonator, a crystal of the nonlinear optical material
It is disposed in a state free of parts, solid laser oscillator beam adjustably optical wavelength converter and the wavelength selection element is provided for selecting a wavelength of.
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