JP3031740B2 - Harmonic generator - Google Patents

Harmonic generator

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JP3031740B2
JP3031740B2 JP3108925A JP10892591A JP3031740B2 JP 3031740 B2 JP3031740 B2 JP 3031740B2 JP 3108925 A JP3108925 A JP 3108925A JP 10892591 A JP10892591 A JP 10892591A JP 3031740 B2 JP3031740 B2 JP 3031740B2
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nonlinear optical
fundamental wave
mirror
crystal axis
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【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、レーザ光源から発せら
れる基本波を非線形光学材料を有する共振器内で高調波
に変換する高調波発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a harmonic generator for converting a fundamental wave emitted from a laser light source into a harmonic in a resonator having a nonlinear optical material.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体レーザ等から出射される基
本波を非線形光学材料に通して波長変換された第2高調
波や第3高調波を得る装置が種々提案されている。これ
らの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に非
線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込めて
増幅させることで、高調波を効率よく発生させるように
している。そして、共振器としては、非線形光学材料の
端面に反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリシ
ック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成
し、この共振器内に非線形光学材料を配置した外部共振
器とが知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, various devices have been proposed for obtaining a second harmonic or a third harmonic whose wavelength is converted by passing a fundamental wave emitted from a semiconductor laser or the like through a nonlinear optical material. In these devices, a nonlinear optical material is arranged in a resonator composed of a plurality of reflection surfaces, and a fundamental wave is confined in the resonator and amplified, so that harmonics are efficiently generated. As the resonator, a monolithic resonator in which a reflection film is provided on the end face of the nonlinear optical material and resonates inside the resonator, and a plurality of mirrors are arranged to form a resonator, and the nonlinear optical An external resonator in which a material is arranged is known.

【0003】最近では、装置の小型化及び高調波への変
換効率の向上を図るために、外部共振器型のものから、
非線形光学材料の内部において基本波を共振させるモノ
リシック型のものへとその主流が移行しつつある。
Recently, in order to reduce the size of the device and to improve the efficiency of conversion to harmonics, an external resonator type has been used.
The mainstream is shifting to a monolithic type that resonates a fundamental wave inside a nonlinear optical material.

【0004】図3には、このようなモノリシック型の共
振器を用いた第2高調波発生装置の一例が示されてい
る。
FIG. 3 shows an example of a second harmonic generator using such a monolithic resonator.

【0005】この第2高調波発生装置1は、半導体レー
ザ(以下LDとする)2、コリメートレンズ3、モード
マッチングレンズ4及びKNbO3 結晶等からなる非線
形光学材料5によって構成されている。LD2は、例え
ば波長860nmの基本波6を出射する。非線形光学材
料5の図中左右の2面は、球面状に研磨加工されてい
る。
The second harmonic generation device 1 is composed of a semiconductor laser (hereinafter referred to as LD) 2, a collimating lens 3, a mode matching lens 4, and a nonlinear optical material 5 made of a KNbO 3 crystal or the like. The LD 2 emits a fundamental wave 6 having a wavelength of 860 nm, for example. The left and right surfaces of the nonlinear optical material 5 in the figure are polished into a spherical shape.

【0006】図中左側の面は基本波6の入射面をなし、
この面に基本波6に対して一部透過、第2高調波7に対
して反射の球面ミラー8が形成されている。また、図中
右側の面は、第2高調波7の出射面をなし、この面に基
本波6に対して反射、第2高調波7に対して透過の球面
ミラー9が形成されている。更に、非線形光学材料5の
図中下面は、基本波6及び第2高調波7のいずれも反射
する平面ミラー10をなしている。
[0006] The surface on the left side in the figure forms the incident surface of the fundamental wave 6,
On this surface, a spherical mirror 8 partially transmitting the fundamental wave 6 and reflecting the second harmonic 7 is formed. The surface on the right side in the figure constitutes an emission surface of the second harmonic 7, on which a spherical mirror 9 reflecting the fundamental wave 6 and transmitting the second harmonic 7 is formed. Further, the lower surface in the figure of the nonlinear optical material 5 forms a plane mirror 10 that reflects both the fundamental wave 6 and the second harmonic 7.

【0007】LD2から出射する波長860nmの基本
波6は、コリメートレンズ3、モードマッチングレンズ
4を通って、非線形光学材料5の球面ミラー8から入射
する。この場合、球面ミラー8から入射した基本波6
が、非線形光学材料5内を結晶軸aと平行な方向に進む
ように、基本波6を結晶軸aに対して特定の角度θで入
射させる。
The fundamental wave 6 having a wavelength of 860 nm emitted from the LD 2 passes through the collimator lens 3 and the mode matching lens 4 and enters from the spherical mirror 8 of the nonlinear optical material 5. In this case, the fundamental wave 6 incident from the spherical mirror 8
However, the fundamental wave 6 is made incident on the crystal axis a at a specific angle θ so as to travel in the nonlinear optical material 5 in a direction parallel to the crystal axis a.

【0008】この基本波6は、球面ミラー9、平面ミラ
ー10及び球面ミラー8で構成されるリング共振器内で
反射し共振して増幅される。そして、基本波6は、非線
形光学材料5内を結晶軸a方向に通過するとき、その一
部が波長430nmの第2高調波7に変換され、球面ミ
ラー9を透過して出力される。このようなモノリシック
型の共振器を用いれば、第2高調波への変換を効率よく
行なうことができるとともに、第2高調波発生装置の小
型化を図ることができる。
The fundamental wave 6 is reflected, resonated and amplified in a ring resonator composed of the spherical mirror 9, the plane mirror 10, and the spherical mirror 8. When the fundamental wave 6 passes through the nonlinear optical material 5 in the direction of the crystal axis a, a part of the fundamental wave 6 is converted into a second harmonic 7 having a wavelength of 430 nm, and is transmitted through the spherical mirror 9 and output. If such a monolithic resonator is used, conversion to the second harmonic can be performed efficiently, and the size of the second harmonic generator can be reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
モノリシック型の共振器では、基本波6の入射位置や入
射角度が少しでもずれると、各ミラー8、9、10での
反射点と反射角が共にずれるため、リング型に反射する
度に共振経路から光路がどんどんずれて共振条件が満た
されなくなってしまうという問題があった。そして、共
振器を構成する非線形光学材料5が非常に小さく、光入
射面の面積が例えば10mm2 以下であるため、共振状
態を実現する上でアラインメント調整が困難であり、ま
た加工精度の上で許容度が小さいため実用上の大きな問
題となっていた。
However, in the conventional monolithic resonator, even if the incident position and incident angle of the fundamental wave 6 are slightly deviated, the reflection points and the reflection angles of the mirrors 8, 9, and 10 are changed. Since both are shifted, there is a problem that the optical path shifts more and more from the resonance path each time the light is reflected in a ring shape, and the resonance condition is not satisfied. Since the nonlinear optical material 5 constituting the resonator is very small and the area of the light incident surface is, for example, 10 mm 2 or less, it is difficult to adjust the alignment for realizing the resonance state, and the processing accuracy is reduced. Due to the low tolerance, this was a serious problem in practical use.

【0010】したがって、本発明の目的は、共振状態を
実現するための基本波の入射位置や入射角に対する許容
度を大きくして、アラインメント調整を容易にした高調
波発生装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a harmonic generation device which facilitates alignment adjustment by increasing the tolerance for the incident position and incident angle of a fundamental wave for realizing a resonance state. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、基本波発生用の光源と、非線形光学材料
を有する共振器とを備えた高調波発生装置において、前
記共振器は、前記非線形光学材料自体の2つの相対する
端面に形成された2つの凸型の曲面ミラーと、前記非線
形光学材料の外部に配置された1つのミラーとの間で三
角リング状の共振経路を構成し、前記外部に配置された
ミラーを、前記非線形光学材料への基本波の入射位置や
入射角のずれに応じて、前記非線形光学材料に対して移
動可能としたものからなることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a harmonic generator comprising a light source for generating a fundamental wave and a resonator having a nonlinear optical material, wherein the resonator comprises: the nonlinear two convex curved mirror formed of two opposing end faces of the optical material itself, a triangular ring between one of the mirrors arranged outside of the non-linear <br/> type optical material Constituting the resonance path, the mirror disposed outside, the incident position of the fundamental wave to the nonlinear optical material and
The non-linear optical material is made movable in accordance with the shift of the incident angle .

【0012】また、本発明の好ましい態様においては、
前記非線形光学材料の位相整合のとれる結晶軸方向の両
端に位置する一対の端面を光入出射側の2つの球面ミラ
ーとし、前記非線形光学材料の前記結晶軸と平行な一つ
の面に切欠き溝を形成して、その切欠き溝の外側に平面
ミラーを前記結晶軸と平行に配置し、前記2つの球面ミ
ラーと前記平面ミラーとの間で基本波が三角リング状に
共振するようにされる。また、上記2つの凸型の曲面ミ
ラーは球面ミラー以外の楕円ミラー、長円ミラー等の非
球面ミラーでもよい。
In a preferred embodiment of the present invention,
A pair of end faces located at both ends of the nonlinear optical material in the crystal axis direction where phase matching can be achieved are two spherical mirrors on the light input / output side, and a notch groove is formed in one face parallel to the crystal axis of the nonlinear optical material. Is formed, a plane mirror is arranged outside the notch groove in parallel with the crystal axis, and a fundamental wave resonates in a triangular ring shape between the two spherical mirrors and the plane mirror. . In addition, the two convex curved mirrors may be aspherical mirrors such as an elliptical mirror other than a spherical mirror and an elliptical mirror.

【0013】[0013]

【作用】本発明の高調波発生装置では、非線形光学材料
の端面に形成された2つのミラーと、非線形光学材料の
外部に配置されたミラーとの間で三角リング状の共振経
路が構成される。そして、外部に配置されたミラーを
非線形光学材料への基本波の入射位置や入射角のずれに
応じて、非線形光学材料に対して移動可能としたので、
非線形光学材料への基本波の入射位置や入射角がずれて
も、外部に配置されたミラーを移動して共振がなされる
ように修正できる。このため、非線形光学材料への基本
波の入射位置や入射角に対する許容度が高まり、アライ
ンメント調整を容易にすることができる。また、加工精
度上の寸法や平行度のずれを前記外部ミラーで補正でき
る。以下、基本波の入射位置や入射角とは非線形光学材
料への基本波の入射位置や入射角を意味する。
In the harmonic generation device of the present invention, a triangular ring-shaped resonance path is formed between two mirrors formed on the end face of the nonlinear optical material and a mirror disposed outside the nonlinear optical material. . And the mirror arranged outside ,
For deviation of incident position and incident angle of fundamental wave to nonlinear optical material
Accordingly, since it is possible to move with respect to the nonlinear optical material,
Even if the incident position and the incident angle of the fundamental wave on the nonlinear optical material are shifted, it can be corrected so that the mirror disposed outside is moved to cause resonance. For this reason, the tolerance for the incident position and incident angle of the fundamental wave to the nonlinear optical material is increased, and alignment adjustment can be facilitated. In addition, deviations in dimensions and parallelism in processing accuracy can be corrected by the external mirror. Hereinafter, the incident position and incident angle of the fundamental wave are referred to as nonlinear optical materials.
Means the position and angle of incidence of the fundamental wave on the sample.

【0014】本発明の好ましい態様において、非線形光
学材料の位相整合のとれる結晶軸方向の両端に位置する
一対の端面を光入出射側の2つの球面ミラーとし、非線
形光学材料の前記結晶軸と平行な一つの面に切欠き溝を
形成する。その切欠き溝の外側に平面ミラーを前記結晶
軸と平行に配置した場合には、非線形光学材料の光入射
側の球面ミラーから入射した基本波が、光出射側の球面
ミラーで反射され、切欠き溝の内側面から出射され、外
部の平面ミラーで反射されて、切欠き溝の内側面から再
び非線形光学材料に入り、光入射側の球面ミラーで反射
されて、再び光出射側の球面ミラーに向かうという三角
リング型の共振がなされる。
In a preferred embodiment of the present invention, a pair of end faces located at both ends in the direction of the crystal axis at which phase matching of the nonlinear optical material can be obtained are two spherical mirrors on the light input / output side, and are parallel to the crystal axis of the nonlinear optical material. A notch groove is formed on one surface. In the case where a plane mirror is arranged outside the notch groove in parallel with the crystal axis, the fundamental wave incident from the spherical mirror on the light incident side of the nonlinear optical material is reflected by the spherical mirror on the light emitting side, and cut off. The light is emitted from the inner surface of the notch groove, is reflected by the outer plane mirror, enters the nonlinear optical material again from the inner surface of the notch groove, is reflected by the spherical mirror on the light incident side, and is again a spherical mirror on the light emitting side. , A triangular ring resonance is made.

【0015】そして、基本波の入射位置や入射角がずれ
た場合にも、平面ミラーを非線形光学材料に対して移動
させることにより、共振がなされるように光路を修正す
ることができる。なお、平面ミラーは平行移動してもよ
いし、回転させて傾斜角を変化させることもできる。
Further, even when the incident position and the incident angle of the fundamental wave are shifted, the optical path can be corrected so as to resonate by moving the plane mirror with respect to the nonlinear optical material. The plane mirror may be moved in parallel or rotated to change the inclination angle.

【0016】上記において、平面ミラーの移動は、非線
形光学材料の結晶軸に対して平行に保ちながら微動させ
る機構によることが好ましい。この移動量は、例えば1
mm以下のようにわずかな長さでよく、それによって基
本波の入射位置や入射角に対する許容度を実用上十分に
高めることができる。
In the above, the movement of the plane mirror is preferably performed by a mechanism for finely moving the plane mirror while keeping it parallel to the crystal axis of the nonlinear optical material. This movement amount is, for example, 1
mm or less, and the tolerance for the incident position and incident angle of the fundamental wave can be sufficiently increased in practical use.

【0017】また、上記の好ましい態様において、非線
形光学材料の結晶軸と平行な一つの面に切欠き溝を形成
した理由は、光出射側の球面ミラーで反射された基本波
が非線形光学材料の結晶軸と平行な面にそのまま入射す
ると、外部に出射することなく全反射してしまう場合も
あるため、切欠き溝を設けて入射角をもたせ外部に出射
できるようにしたのである。この切欠き溝は、内側面が
適当な曲率で形成された曲面状をなすことがより好まし
い。
Further, in the above preferred embodiment, the notch groove is formed on one surface parallel to the crystal axis of the nonlinear optical material because the fundamental wave reflected by the spherical mirror on the light emission side is formed of the nonlinear optical material. If the light is incident on a plane parallel to the crystal axis as it is, the light may be totally reflected without being emitted to the outside. Therefore, a notch groove is provided so that the light can be emitted to the outside with an incident angle. It is more preferable that the notched groove has a curved shape with an inner surface formed with an appropriate curvature.

【0018】[0018]

【実施例】図1及び図2には、本発明を第2高調波発生
装置に適用した一実施例が示されている。
1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a second harmonic generator.

【0019】この第2高調波発生装置11は、基本波発
生用の光源としてのLD13と、コリメートレンズ15
と、モードマッチングレンズ17と、共振器19とから
構成されている。
The second harmonic generator 11 includes an LD 13 as a light source for generating a fundamental wave and a collimator lens 15.
, A mode matching lens 17, and a resonator 19.

【0020】LD13は、この実施例では、波長860
nm、単一縦及び単一横モードで、非点収差の少ない基
本波33を出射するものが使用されている。なお、光源
としてLDによって励起されたYAG、YLFなどの固
体レーザ媒質からの出射光を用いることもできる。コリ
メートレンズ15及びモードマッチングレンズ17は、
基本波33を所定のビームにして、共振器19にモード
を合わせて照射するためのものである。
The LD 13 has a wavelength of 860 in this embodiment.
One that emits a fundamental wave 33 with small astigmatism in nm, single longitudinal and single transverse modes is used. Note that light emitted from a solid-state laser medium such as YAG or YLF excited by an LD can be used as a light source. The collimating lens 15 and the mode matching lens 17
This is for irradiating the resonator 19 with the fundamental wave 33 as a predetermined beam in a mode matched to the mode.

【0021】共振器19は、非線形光学材料21の基本
波33入射面と第2高調波35出射面をそれぞれ曲率半
径5mmの球面状に加工して反射膜を蒸着して形成した
球面ミラー23、25と、非線形光学材料21の外側近
傍に配置される平面ミラー31とによって構成されてい
る。球面ミラー23側に蒸着される反射膜は基本波33
を93%反射するものが用いられており、球面ミラー2
5側に蒸着される反射膜は基本波33を99.9%反射
し、第2高調波35を90%透過するものが用いられて
いる。
The resonator 19 has a spherical mirror 23 formed by processing the entrance surface of the fundamental wave 33 and the exit surface of the second harmonic 35 of the nonlinear optical material 21 into a spherical shape having a radius of curvature of 5 mm and depositing a reflective film. 25 and a plane mirror 31 arranged near the outside of the nonlinear optical material 21. The reflection film deposited on the spherical mirror 23 side is a fundamental wave 33.
That reflects 93% of the spherical mirror 2
The reflective film deposited on the fifth side reflects 99.9% of the fundamental wave 33 and transmits 90% of the second harmonic 35.

【0022】非線形光学材料21としては、結晶軸a方
向の長さが7mmのKNbO3 結晶からなるものが用い
られているが、KNbO3 結晶の他に、KTiOPO
4 、KH2 PO4 、LiNbO3 等の各種の非線形光学
結晶を用いることもできる。また、非線形光学結晶の両
端にガラスブロック等の透明基材を接合したものを採用
してもよい。非線形光学材料21は、結晶軸aと平行な
方向において位相整合がとられるようになっており、基
本波33が結晶軸a方向に進むときに、その一部を第2
高調波35に変換する。
The nonlinear optical material 21 is made of a KNbO 3 crystal having a length of 7 mm in the direction of the crystal axis a. In addition to the KNbO 3 crystal, a KTiOPO 3 crystal is used.
4 , various non-linear optical crystals such as KH 2 PO 4 and LiNbO 3 can also be used. Further, a material in which a transparent base material such as a glass block is joined to both ends of the nonlinear optical crystal may be employed. The nonlinear optical material 21 is phase-matched in a direction parallel to the crystal axis a. When the fundamental wave 33 advances in the direction of the crystal axis a, a part of the
It is converted to a harmonic 35.

【0023】非線形光学材料21の底面27は、結晶軸
aと平行にカットされており、底面27の中央には、深
さ0.4mm、幅1.8mmの切欠き溝29が形成され
ている。そして、この切欠き溝29の図中左右の内側面
29a、29bがそれぞれ曲率半径1mmの曲面状に形
成されている。そして、この内側面29a、29bが共
振経路における基本波33の入出射面をなしている。
The bottom surface 27 of the nonlinear optical material 21 is cut in parallel with the crystal axis a, and a notch groove 29 having a depth of 0.4 mm and a width of 1.8 mm is formed in the center of the bottom surface 27. . The left and right inner side surfaces 29a and 29b of the notch groove 29 in the figure are each formed into a curved surface with a radius of curvature of 1 mm. The inner surfaces 29a and 29b form the input and output surfaces of the fundamental wave 33 in the resonance path.

【0024】このように、切欠き溝29を設けた理由
は、基本波33を底面27に直接入射させると全反射さ
れてしまい、外部に出射できなくなるからである。な
お、切欠き溝29の内側面29a、29bには、基本波
33に対する反射を防止する反射防止(AR)コートが
施されている。また、この実施例では、切欠き溝29の
内側面29a、29bを曲面状に形成しているが、テー
パ状にカットしたものであってもよい。
The reason why the notch groove 29 is provided is that when the fundamental wave 33 is directly incident on the bottom surface 27, it is totally reflected and cannot be emitted to the outside. In addition, an antireflection (AR) coat for preventing reflection of the fundamental wave 33 is applied to the inner side surfaces 29 a and 29 b of the notch groove 29. Further, in this embodiment, the inner side surfaces 29a and 29b of the notch groove 29 are formed in a curved shape, but may be cut in a tapered shape.

【0025】切欠き溝29の外側近傍には、非線形光学
材料21の結晶軸aと平行に平面ミラー31が配置され
ている。この平面ミラー31は、基本波33、第2高調
波35のいずれも反射する全反射面となっている。そし
て、平面ミラー31は、図示しない機構によって、非線
形光学材料21の結晶軸aと平行に保たれた状態で、非
線形光学材料21に対して微動できるようになってい
る。平面ミラー31は、球面ミラー23、25とともに
共振器19を構成し、入射した基本波33を三角リング
状に共振して増幅する。
In the vicinity of the outside of the notch groove 29, a plane mirror 31 is arranged parallel to the crystal axis a of the nonlinear optical material 21. The plane mirror 31 is a total reflection surface that reflects both the fundamental wave 33 and the second harmonic 35. The plane mirror 31 can be finely moved with respect to the nonlinear optical material 21 by a mechanism (not shown) while being kept parallel to the crystal axis a of the nonlinear optical material 21. The plane mirror 31 constitutes the resonator 19 together with the spherical mirrors 23 and 25, and resonates and amplifies the incident fundamental wave 33 in a triangular ring shape.

【0026】この第2高調波発生装置11を用い、LD
13から波長860nmの基本波33を出射し、コリメ
ートレンズ15、モードマッチングレンズ17を通し
て、非線形光学材料21の球面ミラー23の点Aに、結
晶軸aに対して所定の入射角度で入射させる。
Using this second harmonic generator 11, an LD
A fundamental wave 33 having a wavelength of 860 nm is emitted from 13 and is incident on a point A of a spherical mirror 23 of the nonlinear optical material 21 at a predetermined incident angle with respect to a crystal axis a through a collimating lens 15 and a mode matching lens 17.

【0027】入射した基本波33は、非線形光学材料2
1中を結晶軸aに沿って伝搬し、対向する球面ミラー2
5の点Bで反射される。更に、基本波33は、非線形光
学材料21の内側面29aから出射し、外部に配置され
た平面ミラー31で反射され、非線形光学材料21の内
側面29bから再び入射する。そして、球面ミラー23
の点Aに戻り、球面ミラー23で反射されて球面ミラー
25の点Bに向かうことにより、三角リング状に共振し
て増幅される。
The incident fundamental wave 33 is generated by the nonlinear optical material 2
1 propagate along the crystal axis a and face the opposite spherical mirror 2
It is reflected at point B of No. 5. Further, the fundamental wave 33 is emitted from the inner surface 29 a of the nonlinear optical material 21, is reflected by the plane mirror 31 disposed outside, and is incident again from the inner surface 29 b of the nonlinear optical material 21. And the spherical mirror 23
Then, the light is reflected by the spherical mirror 23 and travels to the point B of the spherical mirror 25, so that the light is resonated and amplified in a triangular ring shape.

【0028】そして、基本波33が非線形光学材料21
の点A−B間を結晶軸a方向に伝搬するときに、その一
部が波長430nmの第2高調波35に変換され、この
第2高調波35が球面ミラー25から出射される。
Then, the fundamental wave 33 is applied to the nonlinear optical material 21.
When the light propagates between the points A and B in the direction of the crystal axis a, a part thereof is converted into a second harmonic 35 having a wavelength of 430 nm, and the second harmonic 35 is emitted from the spherical mirror 25.

【0029】ところで、図1中、点線で示すように、基
本波33の入射位置がずれて球面ミラー23の点Dに照
射された場合、基本波33は非線形光学材料21中を結
晶軸aに沿って伝搬し、対向する球面ミラー25の点E
で反射され、非線形光学材料21の内側面29aから出
射する。この場合、平面ミラー31が基本波33が点A
に入射したときに共振するように設定された位置にある
と、平面ミラー31で反射された基本波33が点Dに戻
ることができず、共振しなくなってしまう。
As shown by the dotted line in FIG. 1, when the incident position of the fundamental wave 33 is shifted and radiated to the point D of the spherical mirror 23, the fundamental wave 33 moves in the nonlinear optical material 21 to the crystal axis a. Point E of the spherical mirror 25 which propagates along
At the inner surface 29a of the nonlinear optical material 21. In this case, the plane mirror 31 has the fundamental wave 33 at the point A.
If it is at a position set so as to resonate when it is incident on the plane mirror 31, the fundamental wave 33 reflected by the plane mirror 31 cannot return to the point D, and does not resonate.

【0030】しかし、平面ミラー31を非線形光学材料
21の結晶軸aに対して平行に保ちながら図中点線で示
す位置まで移動させると、平面ミラー31で反射された
基本波33を球面ミラー23の点Dに戻すことが可能と
なり、三角リング型に共振させることが可能となる。
However, when the plane mirror 31 is moved to the position shown by the dotted line in the figure while keeping the plane mirror 31 parallel to the crystal axis a of the nonlinear optical material 21, the fundamental wave 33 reflected by the plane mirror 31 It is possible to return to the point D and resonate in a triangular ring shape.

【0031】実際に、この実施例の第2高調波発生装置
11を用い、波長860nmの基本波33を非線形光学
材料21の結晶軸aに対して5〜10°の任意の角度に
傾けて入射したところ、外部の平面ミラー31を1mm
以下の範囲で結晶軸aに対して平行を保ちながら微動さ
せることにより、波長430nmの第2高調波35の出
力光を容易に得ることができた。また、この際、球面ミ
ラー23における基本波33の入射点は、結晶軸aに垂
直な方向に0.8mm程度の範囲で選択できることがわ
かった。
Actually, the fundamental wave 33 having a wavelength of 860 nm is incident at an arbitrary angle of 5 to 10 ° with respect to the crystal axis a of the nonlinear optical material 21 using the second harmonic generator 11 of this embodiment. When the external flat mirror 31 was
By finely moving the crystal in the following range while keeping it parallel to the crystal axis a, output light of the second harmonic 35 having a wavelength of 430 nm could be easily obtained. At this time, it was found that the incident point of the fundamental wave 33 on the spherical mirror 23 can be selected within a range of about 0.8 mm in a direction perpendicular to the crystal axis a.

【0032】このように、平面ミラー31の位置を調節
することにより、基本波33の入射位置や入射角のずれ
を修正して、共振させることが可能になる。なお、共振
経路のずれは、基本波33の入射位置や入射角がずれた
場合のみならず、非線形光学材料21の形状、寸法の
れによっても生じるが、このような場合にも平面ミラー
31の位置を調節することにより、共振経路を修正する
ことができる。このため、基本波33の入射位置を設定
するアラインメント調整を容易にすることができるとと
もに、装置の設計、加工の際の許容度を大きくすること
ができ、歩留まり向上を図ることができる。
As described above, by adjusting the position of the plane mirror 31, it becomes possible to correct the incident position and the incident angle of the fundamental wave 33 and resonate. Incidentally, the deviation of the resonance path, not only when the incident position and incident angle of the fundamental wave 33 is shifted, the shape of the nonlinear optical material 21, but also caused by Re <br/> not the dimensions, if such Also, by adjusting the position of the plane mirror 31, the resonance path can be corrected. For this reason, the alignment adjustment for setting the incident position of the fundamental wave 33 can be facilitated, the allowance in designing and processing the device can be increased, and the yield can be improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非線形光学材料の端面に形成されたミラーと、非線形光
学材料の外部に配置されたミラーとの間で共振経路を構
成し、非線形光学材料の外部に配置されたミラーを非線
形光学材料に対して移動可能としたことにより、基本波
の入射位置や入射角を広くとることが可能となり、アラ
インメント調整が容易になる。また、装置の設計、加工
の許容度を大きくすることができ、歩留まりも向上す
る。
As described above, according to the present invention,
Form a resonance path between the mirror formed on the end face of the nonlinear optical material and the mirror located outside the nonlinear optical material, and move the mirror located outside the nonlinear optical material with respect to the nonlinear optical material by which enables, it is possible to widen the incident position and incident angle of the fundamental wave, Ala <br/> stamp face preparative adjustment is facilitated. In addition, the tolerance of the design and processing of the device can be increased, and the yield can be improved.

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

【図1】本発明を第2高調波発生装置に適用した一実施
例を示す側面図
FIG. 1 is a side view showing an embodiment in which the present invention is applied to a second harmonic generator.

【図2】同第2高調波発生装置の共振器の底面図FIG. 2 is a bottom view of a resonator of the second harmonic generation device.

【図3】従来の第2高調波発生装置を示す側面図FIG. 3 is a side view showing a conventional second harmonic generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 第2高調波発生装置 13 半導体レーザ(LD) 15 コリメートレンズ 17 モードマッチングレンズ 19 共振器 21 非線形光学材料 23 球面ミラー 25 球面ミラー 29 切欠き溝 29a 内側面 29b 内側面 31 平面ミラー 33 基本波 35 第2高調波 11 Second Harmonic Generator 13 Semiconductor Laser (LD) 15 Collimator Lens 17 Mode Matching Lens 19 Resonator 21 Nonlinear Optical Material 23 Spherical Mirror 25 Spherical Mirror 29 Notch Groove 29a Inner Surface 29b Inner Surface 31 Planar Mirror 33 Fundamental Wave 35 2nd harmonic

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/35 - 1/39 H01S 3/083 H01S 3/108 - 3/109 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/35-1/39 H01S 3/083 H01S 3/108-3/109 JICST file (JOIS)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基本波発生用の光源と、非線形光学材料を
有する共振器とを備えた高調波発生装置において、前記
共振器は、前記非線形光学材料自体の2つの相対する端
面に形成された2つの凸型の曲面ミラーと、前記非線形
光学材料の外部に配置された1つのミラーとの間で三角
リング状の共振経路を構成し、前記外部に配置されたミ
ラーを、前記非線形光学材料への基本波の入射位置や入
射角のずれに応じて、前記非線形光学材料に対して移動
可能としたものからなることを特徴とする高調波発生装
置。
And 1. A light source for fundamental wave generated in the harmonic generator and a resonator having a nonlinear optical material, wherein the resonator is formed on two opposite end faces of the nonlinear optical material itself and two convex curved mirror, said to constitute a triangular ring resonant path between one of the mirrors arranged outside of the non-linear optical material, the located outside mirror, to said nonlinear optical material Of the fundamental wave
A harmonic generation device characterized by being movable with respect to the non-linear optical material in accordance with a shift in the angle of incidence.
【請求項2】前記非線形光学材料の位相整合のとれる結
晶軸方向の両端に位置する一対の端面を光入出射側の2
つの球面ミラーとし、前記非線形光学材料の前記結晶軸
と平行な一つの面に切欠き溝を形成して、その切欠き溝
の外側に平面ミラーを前記結晶軸と平行に配置し、前記
2つの球面ミラーと前記平面ミラーとの間で基本波が三
角リング状に共振するようにした請求項1記載の高調波
発生装置。
2. A pair of end faces located at both ends of the nonlinear optical material in the direction of a crystal axis at which phase matching can be attained.
Two spherical mirrors, a notch groove is formed on one surface parallel to the crystal axis of the nonlinear optical material, and a plane mirror is arranged outside the notch groove in parallel with the crystal axis. 2. The harmonic generator according to claim 1, wherein a fundamental wave resonates in a triangular ring shape between the spherical mirror and the plane mirror.
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Applied Optics,Vol.24 No.9 pp.1299−1301(1 May 1985)

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