JP3245083B2 - 高速波長変換装置 - Google Patents
高速波長変換装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速波長変換装置
に関し、さらに詳細には、非線形光学結晶を用いたレー
ザー光の高速波長変換装置に関し、特に、非線形光学結
晶へ入射されるレーザー光の波長変化に対応して、入射
されたレーザー光の波長がどのような波長であっても、
所望の非線形光学結晶内での位相整合条件を満たす波長
変換を効率よく行い、かつ、効果的に分離して取り出す
ことができるようにした高速波長変換装置に関する。
に関し、さらに詳細には、非線形光学結晶を用いたレー
ザー光の高速波長変換装置に関し、特に、非線形光学結
晶へ入射されるレーザー光の波長変化に対応して、入射
されたレーザー光の波長がどのような波長であっても、
所望の非線形光学結晶内での位相整合条件を満たす波長
変換を効率よく行い、かつ、効果的に分離して取り出す
ことができるようにした高速波長変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、チタンサファイアレーザーに関す
る電子制御レーザー波長可変技術の進展により、７×１
０5ｎｍ／ｓｅｃを達成するなど波長掃引の高速化が可
能となり、また、所望の広範囲の波長のレーザー光を選
択的に出射させることができるようになった。
る電子制御レーザー波長可変技術の進展により、７×１
０5ｎｍ／ｓｅｃを達成するなど波長掃引の高速化が可
能となり、また、所望の広範囲の波長のレーザー光を選
択的に出射させることができるようになった。
【０００３】ところで、こうした電子制御レーザー波長
可変技術を用いたチタンサファイアレーザーの可変波長
範囲は広範囲であるといっても、７００ｎｍ−１１００
ｎｍに限定されている。
可変技術を用いたチタンサファイアレーザーの可変波長
範囲は広範囲であるといっても、７００ｎｍ−１１００
ｎｍに限定されている。
【０００４】従って、光源としての需要の多い紫外域で
こうしたチタンサファイアレーザーを使用するには、７
００ｎｍ−１１００ｎｍのレーザー光を高調波変換する
ことにより波長変換することが必要であった。ちなみ
に、波長が７００ｎｍ−１１００ｎｍの光の２次高調波
の波長は３５０ｎｍ−５５０ｎｍとなり、３次高調波の
波長は２３５ｎｍ−３７０ｎｍとなり、４次高調波の波
長は１７５ｎｍ−２７５ｎｍとなるものであって、７０
０ｎｍ−１１００ｎｍのレーザー光を高調波変換するこ
とによって、非線形光学結晶自体の吸収で制限されてい
る短波長限界の波長たる２００ｎｍから２次高調波の長
波長限界の波長たる５５０ｎｍの波長範囲にわたって、
チタンサファイアレーザーを基にして波長可変光源を構
築できることが指摘されていた。
こうしたチタンサファイアレーザーを使用するには、７
００ｎｍ−１１００ｎｍのレーザー光を高調波変換する
ことにより波長変換することが必要であった。ちなみ
に、波長が７００ｎｍ−１１００ｎｍの光の２次高調波
の波長は３５０ｎｍ−５５０ｎｍとなり、３次高調波の
波長は２３５ｎｍ−３７０ｎｍとなり、４次高調波の波
長は１７５ｎｍ−２７５ｎｍとなるものであって、７０
０ｎｍ−１１００ｎｍのレーザー光を高調波変換するこ
とによって、非線形光学結晶自体の吸収で制限されてい
る短波長限界の波長たる２００ｎｍから２次高調波の長
波長限界の波長たる５５０ｎｍの波長範囲にわたって、
チタンサファイアレーザーを基にして波長可変光源を構
築できることが指摘されていた。
【０００５】一方、高調波変換を用いたレーザー光の波
長変換技術として、例えば、非線形光学結晶内に励起レ
ーザー光として周波数ωのレーザー光を入射させて当該
励起レーザー光の高調波変換を行い、非線形光学結晶か
ら変換レーザー光として励起レーザー光の２次高調波
（周波数２ω）を含むレーザー光を出射させる非線形波
長変換法が知られている。
長変換技術として、例えば、非線形光学結晶内に励起レ
ーザー光として周波数ωのレーザー光を入射させて当該
励起レーザー光の高調波変換を行い、非線形光学結晶か
ら変換レーザー光として励起レーザー光の２次高調波
（周波数２ω）を含むレーザー光を出射させる非線形波
長変換法が知られている。
【０００６】ここで、非線形光学結晶を用いた非線形波
長変換法においては、励起レーザー光の全ての成分が２
次高調波成分に変換されるのではなくて、非線形光学結
晶から出射される変換レーザー光には、励起レーザー光
の周波数ωの成分と励起レーザー光の２次高調波の周波
数２ωの成分とが含まれている。
長変換法においては、励起レーザー光の全ての成分が２
次高調波成分に変換されるのではなくて、非線形光学結
晶から出射される変換レーザー光には、励起レーザー光
の周波数ωの成分と励起レーザー光の２次高調波の周波
数２ωの成分とが含まれている。
【０００７】なお、本明細書においては、非線形光学結
晶へ入射されるレーザー光を「励起レーザー光」と称
し、非線形光学結晶から出射されるレーザー光を「変換
レーザー光」と称することとする。
晶へ入射されるレーザー光を「励起レーザー光」と称
し、非線形光学結晶から出射されるレーザー光を「変換
レーザー光」と称することとする。
【０００８】ところで、こうした非線形波長変換法にお
いては、励起レーザー光と非線形光学結晶との間で位相
整合条件を満たす必要がある。
いては、励起レーザー光と非線形光学結晶との間で位相
整合条件を満たす必要がある。
【０００９】そして、この位相整合条件を満たす方法と
しては、非線形光学結晶を回転させることによって、励
起レーザー光に対して非線形光学結晶の結晶軸の向きを
変化させ、非線形光学結晶の結晶軸に対する励起レーザ
ー光の入射角を位相整合条件を満たす位相整合角に調整
する方法が知られている。
しては、非線形光学結晶を回転させることによって、励
起レーザー光に対して非線形光学結晶の結晶軸の向きを
変化させ、非線形光学結晶の結晶軸に対する励起レーザ
ー光の入射角を位相整合条件を満たす位相整合角に調整
する方法が知られている。
【００１０】ここで、上記した位相整合条件は、非線形
光学結晶から出射される変換レーザー光の要求される波
長と変換レーザー光の要求される波長に必要な非線形光
学結晶に入射される励起レーザー光の波長とが与えられ
ると、一義的に決定されるものである。このため非線形
光学結晶から出射される変換レーザー光の波長を変えよ
うとすると、変換レーザー光の波長を変えようとする度
毎に、非線形光学結晶に入射される励起レーザー光の波
長を変える必要があるとともに、非線形光学結晶を回転
させることにより結晶軸に対する励起レーザー光の入射
角を位相整合角に合わせる必要があるが、従来より、非
線形波長変換法を利用した波長変換装置として、励起レ
ーザー光の波長の変化に応じて手動やモーターで非線形
光学結晶を回転させる構成の波長変換装置が知られてい
る。
光学結晶から出射される変換レーザー光の要求される波
長と変換レーザー光の要求される波長に必要な非線形光
学結晶に入射される励起レーザー光の波長とが与えられ
ると、一義的に決定されるものである。このため非線形
光学結晶から出射される変換レーザー光の波長を変えよ
うとすると、変換レーザー光の波長を変えようとする度
毎に、非線形光学結晶に入射される励起レーザー光の波
長を変える必要があるとともに、非線形光学結晶を回転
させることにより結晶軸に対する励起レーザー光の入射
角を位相整合角に合わせる必要があるが、従来より、非
線形波長変換法を利用した波長変換装置として、励起レ
ーザー光の波長の変化に応じて手動やモーターで非線形
光学結晶を回転させる構成の波長変換装置が知られてい
る。
【００１１】即ち、図１には、励起レーザー光の２次高
調波を得るための従来の波長変換装置が示されており、
例えば、ステッピングモーターを用いて非線形光学結晶
を結晶軸上に位置された回転軸を中心として回転し、結
晶軸に対する周波数ωの励起レーザー光の入射角を位相
整合角に合わせるようにしている。
調波を得るための従来の波長変換装置が示されており、
例えば、ステッピングモーターを用いて非線形光学結晶
を結晶軸上に位置された回転軸を中心として回転し、結
晶軸に対する周波数ωの励起レーザー光の入射角を位相
整合角に合わせるようにしている。
【００１２】そして、非線形光学結晶から出射された変
換レーザー光から周波数ωの成分と周波数２ωの成分と
を分離するために、変換レーザー光の光路上に、例え
ば、２色性ミラーを配置し、例えば、変換レーザー光の
周波数ωの成分は二色性ミラーを透過させ、変換レーザ
ー光の周波数２ωの成分は二色性ミラーにより反射させ
るようにして、変換レーザー光の周波数２ωの成分を利
用することができるようにしている。
換レーザー光から周波数ωの成分と周波数２ωの成分と
を分離するために、変換レーザー光の光路上に、例え
ば、２色性ミラーを配置し、例えば、変換レーザー光の
周波数ωの成分は二色性ミラーを透過させ、変換レーザ
ー光の周波数２ωの成分は二色性ミラーにより反射させ
るようにして、変換レーザー光の周波数２ωの成分を利
用することができるようにしている。
【００１３】しかしながら、上記した従来の波長変換装
置にあっては、例えば、ステッピングモーターを用いて
非線形光学結晶を回転させていたが、ステッピングモー
ターは慣性モーメントが大きいため、高速で回転と停止
とを繰り返して非線形光学結晶を任意の位置に回転させ
ることができないという問題点があった。
置にあっては、例えば、ステッピングモーターを用いて
非線形光学結晶を回転させていたが、ステッピングモー
ターは慣性モーメントが大きいため、高速で回転と停止
とを繰り返して非線形光学結晶を任意の位置に回転させ
ることができないという問題点があった。
【００１４】このため、従来の波長変換装置において
は、電子制御レーザー波長可変技術を用いたチタンサフ
ァイアレーザーの高速な波長可変速度に追従させて非線
形光学結晶を回転させることができないため、波長２０
０ｎｍから波長５５０ｎｍの波長範囲にわたって波長を
高速で可変することが可能な光源を実現することができ
なかった。
は、電子制御レーザー波長可変技術を用いたチタンサフ
ァイアレーザーの高速な波長可変速度に追従させて非線
形光学結晶を回転させることができないため、波長２０
０ｎｍから波長５５０ｎｍの波長範囲にわたって波長を
高速で可変することが可能な光源を実現することができ
なかった。
【００１５】また、従来の波長変換装置にあっては、複
数の波長の成分より構成される変換レーザー光の各波長
成分が、例えば、二色性ミラーを用いて分離されるた
め、各波長成分のビームの方向が異なり光軸が一致して
いないので、各波長成分を利用する際に実用上きわめて
不便であるという問題点があった。
数の波長の成分より構成される変換レーザー光の各波長
成分が、例えば、二色性ミラーを用いて分離されるた
め、各波長成分のビームの方向が異なり光軸が一致して
いないので、各波長成分を利用する際に実用上きわめて
不便であるという問題点があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、非線形光学結晶
を高速で任意の位置に回転することを可能にした高速波
長変換装置を提供しようとするものである。
の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、非線形光学結晶
を高速で任意の位置に回転することを可能にした高速波
長変換装置を提供しようとするものである。
【００１７】また、本発明は、非線形光学結晶から出射
される変換レーザー光から分離された各波長成分のビー
ムの方向を一定にして光軸を一致させるようにした高速
波長変換装置を提供しようとするものである。
される変換レーザー光から分離された各波長成分のビー
ムの方向を一定にして光軸を一致させるようにした高速
波長変換装置を提供しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、回転可能に
支持された非線形光学結晶にレーザー光を入射して、高
調波変換により上記レーザー光の波長変換を行う高速波
長変換装置において、上記非線形光学結晶を高速回転す
るガルバノメータースキャナーと、上記非線形光学結晶
から出射されるレーザー光から所望の高調波成分を分離
するプリズムと、上記プリズムによって分離された上記
高調波成分の光路を所定の方向に反射可能に可変配置さ
れるミラーと、上記ミラーを高速可動するガルバノメー
タースキャナーと、上記ミラーによって光路が所定の方
向に反射された上記高調波成分のみを通過させる開口を
備えた絞りプレートと、上記絞りプレートの上記開口を
通過した上記高調波成分を２つの光路に分割するビーム
スプリッターと、上記ビームスプリッターにより２つの
光路に分割された一方の高調波成分から上記ミラーによ
って反射された上記高調波成分のビーム位置を検出する
ビーム位置検出器とを有し、上記ビーム位置検出器の検
出結果に基づいて、上記非線形光学結晶を高速回転する
上記ガルバノメータースキャナーと上記ミラーを高速可
動する上記ガルバノメータースキャナーとを制御して、
上記非線形光学結晶の回転角と上記ミラーの回動位置と
の補正を行い、上記ミラーによって反射された上記高調
波成分のビームの光軸を一定に維持するようにしたもの
である。
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、回転可能に
支持された非線形光学結晶にレーザー光を入射して、高
調波変換により上記レーザー光の波長変換を行う高速波
長変換装置において、上記非線形光学結晶を高速回転す
るガルバノメータースキャナーと、上記非線形光学結晶
から出射されるレーザー光から所望の高調波成分を分離
するプリズムと、上記プリズムによって分離された上記
高調波成分の光路を所定の方向に反射可能に可変配置さ
れるミラーと、上記ミラーを高速可動するガルバノメー
タースキャナーと、上記ミラーによって光路が所定の方
向に反射された上記高調波成分のみを通過させる開口を
備えた絞りプレートと、上記絞りプレートの上記開口を
通過した上記高調波成分を２つの光路に分割するビーム
スプリッターと、上記ビームスプリッターにより２つの
光路に分割された一方の高調波成分から上記ミラーによ
って反射された上記高調波成分のビーム位置を検出する
ビーム位置検出器とを有し、上記ビーム位置検出器の検
出結果に基づいて、上記非線形光学結晶を高速回転する
上記ガルバノメータースキャナーと上記ミラーを高速可
動する上記ガルバノメータースキャナーとを制御して、
上記非線形光学結晶の回転角と上記ミラーの回動位置と
の補正を行い、上記ミラーによって反射された上記高調
波成分のビームの光軸を一定に維持するようにしたもの
である。
【００１９】従って、請求項１に記載の発明によれば、
ビーム位置検出器の検出結果に基づいて、非線形光学結
晶を高速回転するガルバノメータースキャナーとミラー
を高速可動するガルバノメータースキャナーとを制御し
て、非線形光学結晶の回転角とミラーの回動位置との補
正を行い、ミラーによって反射された前記高調波成分の
ビームの光軸を一定に維持することができるので、所望
の高調波成分のビームの方向を一定にして光軸を一致さ
せることができる。
ビーム位置検出器の検出結果に基づいて、非線形光学結
晶を高速回転するガルバノメータースキャナーとミラー
を高速可動するガルバノメータースキャナーとを制御し
て、非線形光学結晶の回転角とミラーの回動位置との補
正を行い、ミラーによって反射された前記高調波成分の
ビームの光軸を一定に維持することができるので、所望
の高調波成分のビームの方向を一定にして光軸を一致さ
せることができる。
【００２０】ここで、本発明のうち請求項２に記載の発
明は、上記非線形光学結晶を高速回転する上記ガルバノ
メータースキャナーを、上記非線形光学結晶の結晶軸に
対するレーザー光の入射角が位相整合角となるように、
上記非線形光学結晶を高速回転するようにしたものであ
る。
明は、上記非線形光学結晶を高速回転する上記ガルバノ
メータースキャナーを、上記非線形光学結晶の結晶軸に
対するレーザー光の入射角が位相整合角となるように、
上記非線形光学結晶を高速回転するようにしたものであ
る。
【００２１】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
は、上記非線形光学結晶を同一光軸上に複数配置し、上
記ガルバノメータースキャナーは上記複数の非線形光学
結晶に対してそれぞれ設けられ、上記複数の非線形光学
結晶を高速回転する上記複数のガルバノメータースキャ
ナーは上記複数の非線形光学結晶を選択的に回転し、上
記複数の非線形光学結晶の結晶軸に対するレーザー光の
入射角が選択的に位相整合角となるようにしたものであ
る。
は、上記非線形光学結晶を同一光軸上に複数配置し、上
記ガルバノメータースキャナーは上記複数の非線形光学
結晶に対してそれぞれ設けられ、上記複数の非線形光学
結晶を高速回転する上記複数のガルバノメータースキャ
ナーは上記複数の非線形光学結晶を選択的に回転し、上
記複数の非線形光学結晶の結晶軸に対するレーザー光の
入射角が選択的に位相整合角となるようにしたものであ
る。
【００２２】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、上記複数の非線形光学結晶を高速回転する前記複数
のガルバノメータースキャナーを、上記光路に対して互
い違いに位置するように配設したものである。
は、上記複数の非線形光学結晶を高速回転する前記複数
のガルバノメータースキャナーを、上記光路に対して互
い違いに位置するように配設したものである。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明による高速波長変換装置の実施の形態の一例を詳細
に説明するものとする。
発明による高速波長変換装置の実施の形態の一例を詳細
に説明するものとする。
【００２７】図２には、本発明による高速波長変換装置
の実施の形態の一例の概念構成図が示されており、この
高速波長変換装置は、この高速波長変換装置へ入射され
る励起レーザー光としてチタンサファイアレーザーなど
の周波数ωのレーザー光が用いられ、入射された周波数
ωの励起レーザー光の高調波変換を行って、周波数２ω
の２次高調波を生成する非線形光学結晶１０を備えてい
る。
の実施の形態の一例の概念構成図が示されており、この
高速波長変換装置は、この高速波長変換装置へ入射され
る励起レーザー光としてチタンサファイアレーザーなど
の周波数ωのレーザー光が用いられ、入射された周波数
ωの励起レーザー光の高調波変換を行って、周波数２ω
の２次高調波を生成する非線形光学結晶１０を備えてい
る。
【００２８】さらに、この非線形光学結晶１０の後段に
は、非線形光学結晶１０から出射された周波数ωの成分
と周波数２ωの成分とよりなる変換レーザー光が入射さ
れ、当該変換レーザー光の周波数ωの成分と周波数２ω
の成分とをそれぞれの周波数に応じた光路に屈折させ分
散して出射するプリズム１２と、プリズム１２から光路
を分散されて出射された周波数ωの成分と周波数２ωの
成分とを反射する全反射ミラー１４、１６と、中心部に
開口１８ａを備えた絞りプレート１８と、ビームスプリ
ッター２０と、ビーム位置検出器２２とが順次配設され
ている。
は、非線形光学結晶１０から出射された周波数ωの成分
と周波数２ωの成分とよりなる変換レーザー光が入射さ
れ、当該変換レーザー光の周波数ωの成分と周波数２ω
の成分とをそれぞれの周波数に応じた光路に屈折させ分
散して出射するプリズム１２と、プリズム１２から光路
を分散されて出射された周波数ωの成分と周波数２ωの
成分とを反射する全反射ミラー１４、１６と、中心部に
開口１８ａを備えた絞りプレート１８と、ビームスプリ
ッター２０と、ビーム位置検出器２２とが順次配設され
ている。
【００２９】そして、ユーザーは、絞りプレート１８の
開口１８ａを通過して、ビームスプリッター２０を透過
したレーザー光を利用することになる。
開口１８ａを通過して、ビームスプリッター２０を透過
したレーザー光を利用することになる。
【００３０】なお、図２においては、周波数２ωの成分
がユーザーの利用に供された状態が示されている。
がユーザーの利用に供された状態が示されている。
【００３１】ここで、非線形光学結晶１０は、結晶軸に
対する周波数ωの励起レーザー光の入射角を位相整合角
に合わせることができるように、回転軸を中心として回
転自在とされている。非線形光学結晶１０を回転させる
構成としては、入射された励起レーザー光の波長の変化
に連動するガルバノメータースキャナー２４が用いられ
ている。
対する周波数ωの励起レーザー光の入射角を位相整合角
に合わせることができるように、回転軸を中心として回
転自在とされている。非線形光学結晶１０を回転させる
構成としては、入射された励起レーザー光の波長の変化
に連動するガルバノメータースキャナー２４が用いられ
ている。
【００３２】図３（ａ）はガルバノメータースキャナー
２４に非線形光学結晶１０を取り付けた状態を示す要部
概略構成平面図であり、図３（ｂ）はガルバノメーター
スキャナー２４に非線形光学結晶１０を取り付けた状態
を示す要部概略構成側面図（ガルバノメータースキャナ
ー２４を架台に取り付けた状態を示している。）である
が、テーブル上に設置された架台にホルダーを介してガ
ルバノメータースキャナー２４が取り付けられ、その回
転軸に非線形光学結晶１０が取り付けられている。この
ガルバノメータースキャナー２４は、慣性モーメントが
小さく、非線形光学結晶１０を１°回転させるのには、
スタートからストップまでわずか１ｍｓｅｃ程度の時間
しかかからない。従って、ガルバノメータースキャナー
２４により非線形光学結晶１０を回転させて、例えば、
非線形光学結晶１０の結晶軸に対する周波数ωの励起レ
ーザー光の入射角を２０°変更しようとする場合でも、
およそ２０ｍｓｅｃというきわめて短い時間を要するに
すぎない。
２４に非線形光学結晶１０を取り付けた状態を示す要部
概略構成平面図であり、図３（ｂ）はガルバノメーター
スキャナー２４に非線形光学結晶１０を取り付けた状態
を示す要部概略構成側面図（ガルバノメータースキャナ
ー２４を架台に取り付けた状態を示している。）である
が、テーブル上に設置された架台にホルダーを介してガ
ルバノメータースキャナー２４が取り付けられ、その回
転軸に非線形光学結晶１０が取り付けられている。この
ガルバノメータースキャナー２４は、慣性モーメントが
小さく、非線形光学結晶１０を１°回転させるのには、
スタートからストップまでわずか１ｍｓｅｃ程度の時間
しかかからない。従って、ガルバノメータースキャナー
２４により非線形光学結晶１０を回転させて、例えば、
非線形光学結晶１０の結晶軸に対する周波数ωの励起レ
ーザー光の入射角を２０°変更しようとする場合でも、
およそ２０ｍｓｅｃというきわめて短い時間を要するに
すぎない。
【００３３】また、全反射ミラー１４、１６は、ユーザ
ーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて、回動
軸を中心として高速で回動されるように構成されてい
る。
ーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて、回動
軸を中心として高速で回動されるように構成されてい
る。
【００３４】この実施の形態においては、全反射ミラー
１４、１６も、ガルバノメータースキャナー２４により
回動するようにしている。
１４、１６も、ガルバノメータースキャナー２４により
回動するようにしている。
【００３５】このように、全反射ミラー１４、１６がユ
ーザーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて回
動軸を中心として回動することにより、全反射ミラー１
６によって反射されたレーザー光のビームの光軸を常時
一定に維持することができ、絞りプレート１８の開口１
８ａを通過してビームスプリッター２０を透過したレー
ザー光を利用するユーザーの利便性が格段に向上する。
ーザーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて回
動軸を中心として回動することにより、全反射ミラー１
６によって反射されたレーザー光のビームの光軸を常時
一定に維持することができ、絞りプレート１８の開口１
８ａを通過してビームスプリッター２０を透過したレー
ザー光を利用するユーザーの利便性が格段に向上する。
【００３６】なお、ビーム位置検出器２２は、全反射ミ
ラー１６によって反射されたレーザー光のビーム位置を
常時モニターしており、その結果に基づいて非線形光学
結晶１０の回転角と全反射ミラー１４、１６の回動位置
との補正を行うことによって、全反射ミラー１６によっ
て反射されたレーザー光のビームの光軸をより正確に一
定に維持することができるようになされている。
ラー１６によって反射されたレーザー光のビーム位置を
常時モニターしており、その結果に基づいて非線形光学
結晶１０の回転角と全反射ミラー１４、１６の回動位置
との補正を行うことによって、全反射ミラー１６によっ
て反射されたレーザー光のビームの光軸をより正確に一
定に維持することができるようになされている。
【００３７】以上の構成において、この高速波長変換装
置を用いるには、まず、絞りプレート１８の開口１８ａ
を通過してビームスプリッター２０を透過するレーザー
光、即ち、ユーザーが利用したいレーザー光の波長λ
SHGをユーザーが決定する。
置を用いるには、まず、絞りプレート１８の開口１８ａ
を通過してビームスプリッター２０を透過するレーザー
光、即ち、ユーザーが利用したいレーザー光の波長λ
SHGをユーザーが決定する。
【００３８】次に、ユーザーが利用したいレーザー光の
波長λSHGに基づいて、非線形光学結晶１０へ入射する
励起レーザー光の波長λFを求める。
波長λSHGに基づいて、非線形光学結晶１０へ入射する
励起レーザー光の波長λFを求める。
【００３９】さらに、励起レーザー光の波長λFに対応
させて、非線形光学結晶１０の結晶軸に対する波長λF
の励起レーザー光の入射角が位相整合角となるようにガ
ルバノメータースキャナー２４により非線形光学結晶１
０を回転させるとともに、全反射ミラー１６によって反
射された波長λSHGのレーザー光のビームのみが絞りプ
レート１８の開口１８ａを通過する光軸上に位置するよ
うに全反射ミラー１４、１６を回動する。
させて、非線形光学結晶１０の結晶軸に対する波長λF
の励起レーザー光の入射角が位相整合角となるようにガ
ルバノメータースキャナー２４により非線形光学結晶１
０を回転させるとともに、全反射ミラー１６によって反
射された波長λSHGのレーザー光のビームのみが絞りプ
レート１８の開口１８ａを通過する光軸上に位置するよ
うに全反射ミラー１４、１６を回動する。
【００４０】上記のようにして、ユーザーが利用したい
レーザー光の波長λSHGに応じて、非線形光学結晶１０
をガルバノメータースキャナー２４により回転するとと
もに、全反射ミラー１４、１６を回動して、非線形光学
結晶１０と全反射ミラー１４、１６との位置決めをした
後に、非線形光学結晶１０に波長λFの励起レーザー光
を入射する。
レーザー光の波長λSHGに応じて、非線形光学結晶１０
をガルバノメータースキャナー２４により回転するとと
もに、全反射ミラー１４、１６を回動して、非線形光学
結晶１０と全反射ミラー１４、１６との位置決めをした
後に、非線形光学結晶１０に波長λFの励起レーザー光
を入射する。
【００４１】非線形光学結晶１０に波長λFの励起レー
ザー光が入射されると、非線形光学結晶１０からは、波
長λFの励起レーザー光が高調波変換されて、波長λSHG
の成分と波長λFの成分とよりなる変換レーザー光が出
射される。
ザー光が入射されると、非線形光学結晶１０からは、波
長λFの励起レーザー光が高調波変換されて、波長λSHG
の成分と波長λFの成分とよりなる変換レーザー光が出
射される。
【００４２】こうして非線形光学結晶１０から出射され
た波長λSHGの成分と波長λFの成分とよりなる変換レー
ザー光はプリズム１２に入射され、プリズム１２の分散
作用によって、波長λSHGの成分と波長λFの成分とがそ
れぞれの波長に応じた光路に屈折され分散して出射され
る。
た波長λSHGの成分と波長λFの成分とよりなる変換レー
ザー光はプリズム１２に入射され、プリズム１２の分散
作用によって、波長λSHGの成分と波長λFの成分とがそ
れぞれの波長に応じた光路に屈折され分散して出射され
る。
【００４３】さらに、プリズム１２から光路を分けて出
射された波長λSHGの成分と波長λFの成分とは、全反射
ミラー１４、１６により反射され、波長λSHGの成分の
みが絞りプレート１８の開口１８ａを通過する。そし
て、絞りプレート１８の開口１８ａを通過した波長λ
SHGの成分はビームスプリッター２０により２つの光路
に分割され、分割された一方はビーム位置検出器２２に
よりビーム位置の検出が行われ、分割された他方はユー
ザーの利用に供される。
射された波長λSHGの成分と波長λFの成分とは、全反射
ミラー１４、１６により反射され、波長λSHGの成分の
みが絞りプレート１８の開口１８ａを通過する。そし
て、絞りプレート１８の開口１８ａを通過した波長λ
SHGの成分はビームスプリッター２０により２つの光路
に分割され、分割された一方はビーム位置検出器２２に
よりビーム位置の検出が行われ、分割された他方はユー
ザーの利用に供される。
【００４４】ここで、上記したように、絞りプレート１
８の開口１８ａを通過してビームスプリッター２０によ
り分割された波長λSHGの成分の一方に関しては、ビー
ム位置検出器２２によりビーム位置の検出がなされる
が、この検出結果は非線形光学結晶１０ならびに全反射
ミラー１４、１６の位置の補正のために用いられる。
８の開口１８ａを通過してビームスプリッター２０によ
り分割された波長λSHGの成分の一方に関しては、ビー
ム位置検出器２２によりビーム位置の検出がなされる
が、この検出結果は非線形光学結晶１０ならびに全反射
ミラー１４、１６の位置の補正のために用いられる。
【００４５】こうしてビーム位置検出器２２の検出結果
が非線形光学結晶１０ならびに全反射ミラー１４、１６
の位置の補正のために用いられることにより、全反射ミ
ラー１６によって反射された波長λSHGの成分のビーム
の光軸をより正確に一定に維持することができる。
が非線形光学結晶１０ならびに全反射ミラー１４、１６
の位置の補正のために用いられることにより、全反射ミ
ラー１６によって反射された波長λSHGの成分のビーム
の光軸をより正確に一定に維持することができる。
【００４６】なお、上記したような非線形光学結晶１０
ならびに全反射ミラー１４、１６の位置の制御は、コン
ピュータを利用してシステム化して処理を行うようにす
ることが好ましい。
ならびに全反射ミラー１４、１６の位置の制御は、コン
ピュータを利用してシステム化して処理を行うようにす
ることが好ましい。
【００４７】図４には、本発明による高速波長変換装置
の他の実施の形態の概念構成図が示されており、図５に
は図４に示す高速波長変換装置の上面からみた際の要部
概略実配置図が示されている。なお、図２の構成と同一
あるいは相当する構成には、図２において用いた符号と
同一の符号を用いて示すこととし、その詳細な構成なら
びに作用の説明は省略する。
の他の実施の形態の概念構成図が示されており、図５に
は図４に示す高速波長変換装置の上面からみた際の要部
概略実配置図が示されている。なお、図２の構成と同一
あるいは相当する構成には、図２において用いた符号と
同一の符号を用いて示すこととし、その詳細な構成なら
びに作用の説明は省略する。
【００４８】この図４に示す高速波長変換装置は、図２
に示す高速波長変換装置が２次高調波のみを発生するの
に対して、２次高調波、３次高調波ならびに４次高調波
を適宜発生することができるように構成されている点で
図２に示す高速波長変換装置と異なる。
に示す高速波長変換装置が２次高調波のみを発生するの
に対して、２次高調波、３次高調波ならびに４次高調波
を適宜発生することができるように構成されている点で
図２に示す高速波長変換装置と異なる。
【００４９】即ち、図４ならびに図５に示す高速波長変
換装置は、この高速波長変換装置へ入射される励起レー
ザー光としてチタンサファイアレーザーなどの周波数ω
のレーザー光が用いられ、入射された周波数ωの励起レ
ーザー光の高調波変換を行って、周波数２ωの２次高調
波を生成する非線形光学結晶１０を備えている。
換装置は、この高速波長変換装置へ入射される励起レー
ザー光としてチタンサファイアレーザーなどの周波数ω
のレーザー光が用いられ、入射された周波数ωの励起レ
ーザー光の高調波変換を行って、周波数２ωの２次高調
波を生成する非線形光学結晶１０を備えている。
【００５０】さらに、この非線形光学結晶１０の後段に
は、非線形光学結晶１０から出射された周波数ωの成分
と周波数２ωの成分とよりなる変換レーザー光が入射さ
れる補正装置３０と、補正装置３０から出射されたレー
ザー光を周波数ωの成分と周波数２ωの成分とに分離し
て偏光方向を変化させるローテーター３２と、ローテー
ター３２から出射された周波数ωの成分と周波数２ωの
成分とよりなるレーザー光を励起レーザー光として入射
され、入射された励起レーザー光の周波数ωの成分と周
波数２ωの成分とにより高調波変換を行って、周波数３
ωの３次高調波を生成する非線形光学結晶３４と、非線
形光学結晶３４から出射された周波数ωの成分と周波数
２ωの成分と周波数３ωの成分とよりなる変換レーザー
光を励起レーザー光として入射し、入射された励起レー
ザー光の中の周波数２ωの成分の高調波変換を行って、
周波数４ωの４次高調波を生成する非線形光学結晶３６
と、非線形光学結晶３６から出射された周波数ωの成分
と周波数２ωの成分と周波数３ωの成分と周波数４ωの
成分とよりなる変換レーザー光が入射され、変換レーザ
ー光の周波数ωの成分と周波数２ωの成分と周波数３ω
の成分と周波数４ωの成分とをそれぞれの波長に応じた
光路に屈折させ分散して出射するプリズム１２と、プリ
ズム１２から光路を分けて出射された周波数ωの成分と
周波数２ωの成分と周波数３ωの成分と周波数４ωの成
分とを反射する全反射ミラー１４、１６と、中心部に開
口１８ａを備えた絞りプレート１８と、ビームスプリッ
ター２０と、ビーム位置検出器２２とが順次配設されて
いる。
は、非線形光学結晶１０から出射された周波数ωの成分
と周波数２ωの成分とよりなる変換レーザー光が入射さ
れる補正装置３０と、補正装置３０から出射されたレー
ザー光を周波数ωの成分と周波数２ωの成分とに分離し
て偏光方向を変化させるローテーター３２と、ローテー
ター３２から出射された周波数ωの成分と周波数２ωの
成分とよりなるレーザー光を励起レーザー光として入射
され、入射された励起レーザー光の周波数ωの成分と周
波数２ωの成分とにより高調波変換を行って、周波数３
ωの３次高調波を生成する非線形光学結晶３４と、非線
形光学結晶３４から出射された周波数ωの成分と周波数
２ωの成分と周波数３ωの成分とよりなる変換レーザー
光を励起レーザー光として入射し、入射された励起レー
ザー光の中の周波数２ωの成分の高調波変換を行って、
周波数４ωの４次高調波を生成する非線形光学結晶３６
と、非線形光学結晶３６から出射された周波数ωの成分
と周波数２ωの成分と周波数３ωの成分と周波数４ωの
成分とよりなる変換レーザー光が入射され、変換レーザ
ー光の周波数ωの成分と周波数２ωの成分と周波数３ω
の成分と周波数４ωの成分とをそれぞれの波長に応じた
光路に屈折させ分散して出射するプリズム１２と、プリ
ズム１２から光路を分けて出射された周波数ωの成分と
周波数２ωの成分と周波数３ωの成分と周波数４ωの成
分とを反射する全反射ミラー１４、１６と、中心部に開
口１８ａを備えた絞りプレート１８と、ビームスプリッ
ター２０と、ビーム位置検出器２２とが順次配設されて
いる。
【００５１】そして、ユーザーは、絞りプレート１８の
開口１８ａを通過して、ビームスプリッター２０を透過
したレーザー光を利用することになる。
開口１８ａを通過して、ビームスプリッター２０を透過
したレーザー光を利用することになる。
【００５２】ここで、非線形光学結晶１０、３４、３６
は、それぞれの結晶軸に対するレーザー光の入射角を位
相整合角に合わせることができるように、回転軸を中心
として回転自在とされている。非線形光学結晶１０、３
４、３６を回転させる構成としては、入射されたレーザ
ー光の波長の変化に連動するガルバノメータースキャナ
ー２４が用いられている。
は、それぞれの結晶軸に対するレーザー光の入射角を位
相整合角に合わせることができるように、回転軸を中心
として回転自在とされている。非線形光学結晶１０、３
４、３６を回転させる構成としては、入射されたレーザ
ー光の波長の変化に連動するガルバノメータースキャナ
ー２４が用いられている。
【００５３】また、補正装置３０も、非線形光学結晶１
０から出射される励起レーザー光の入射角を最適角に合
わせることができるように、回転軸を中心として回転自
在とされている。非線形光学結晶３０を回転させる構成
としては、非線形光学結晶１０、３４、３６の場合と同
様に、入射された励起レーザー光の波長の変化に連動す
るガルバノメータースキャナー２４が用いられている。
０から出射される励起レーザー光の入射角を最適角に合
わせることができるように、回転軸を中心として回転自
在とされている。非線形光学結晶３０を回転させる構成
としては、非線形光学結晶１０、３４、３６の場合と同
様に、入射された励起レーザー光の波長の変化に連動す
るガルバノメータースキャナー２４が用いられている。
【００５４】これら非線形光学結晶１０、３４、３６な
らびに補正装置３０を回転させるガルバノメータースキ
ャナー２４は、非線形光学結晶１０と補正装置３０との
間の光路ならびに非線形光学結晶３４と非線形光学結晶
３６との間の光路をできるだけ短縮するため互いに邪魔
にならないように、光路に対して互い違いに位置するよ
うに配置されている。
らびに補正装置３０を回転させるガルバノメータースキ
ャナー２４は、非線形光学結晶１０と補正装置３０との
間の光路ならびに非線形光学結晶３４と非線形光学結晶
３６との間の光路をできるだけ短縮するため互いに邪魔
にならないように、光路に対して互い違いに位置するよ
うに配置されている。
【００５５】また、全反射ミラー１４、１６は、ユーザ
ーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて、回動
軸を中心として高速で回動されるように構成されてい
る。
ーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて、回動
軸を中心として高速で回動されるように構成されてい
る。
【００５６】この実施の形態においては、全反射ミラー
１４、１６も、ガルバノメータースキャナー２４により
回動するようにしている。
１４、１６も、ガルバノメータースキャナー２４により
回動するようにしている。
【００５７】このように、全反射ミラー１４、１６がユ
ーザーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて回
動軸を中心として回動することにより、全反射ミラー１
６によって反射されたレーザー光のビームの光軸を常時
一定に維持することができ、絞りプレート１８の開口１
８ａを通過してビームスプリッター２０を透過したレー
ザー光を利用するユーザーの利便性が格段に向上する。
ーザーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて回
動軸を中心として回動することにより、全反射ミラー１
６によって反射されたレーザー光のビームの光軸を常時
一定に維持することができ、絞りプレート１８の開口１
８ａを通過してビームスプリッター２０を透過したレー
ザー光を利用するユーザーの利便性が格段に向上する。
【００５８】なお、ビーム位置検出器２２は、全反射ミ
ラー１６によって反射されたレーザー光のビーム位置を
常時モニターしており、その結果に基づいて非線形光学
結晶１０、３４、３６の回転角と全反射ミラー１４、１
６の回動位置との補正を行うことによって、全反射ミラ
ー１６によって反射されたレーザー光のビームの光軸を
より正確に一定に維持することができるようになされて
いる。
ラー１６によって反射されたレーザー光のビーム位置を
常時モニターしており、その結果に基づいて非線形光学
結晶１０、３４、３６の回転角と全反射ミラー１４、１
６の回動位置との補正を行うことによって、全反射ミラ
ー１６によって反射されたレーザー光のビームの光軸を
より正確に一定に維持することができるようになされて
いる。
【００５９】以上の構成において、この高速波長変換装
置を用いるには、まず、絞りプレート１８の開口１８ａ
を通過してビームスプリッター２０を透過するレーザー
光、即ち、ユーザーが利用したいレーザー光の波長λを
ユーザーが決定する。
置を用いるには、まず、絞りプレート１８の開口１８ａ
を通過してビームスプリッター２０を透過するレーザー
光、即ち、ユーザーが利用したいレーザー光の波長λを
ユーザーが決定する。
【００６０】次に、ユーザーが利用したいレーザー光の
波長λに基づいて、２次高調波を発生させるか、また
は、３次高調波を発生させるか、または、４次高調波を
発生させるかを決定し、発生させる高調波の次数と波長
λとに応じて、非線形光学結晶１０へ入射する励起レー
ザー光の波長λFを求める。
波長λに基づいて、２次高調波を発生させるか、また
は、３次高調波を発生させるか、または、４次高調波を
発生させるかを決定し、発生させる高調波の次数と波長
λとに応じて、非線形光学結晶１０へ入射する励起レー
ザー光の波長λFを求める。
【００６１】さらに、励起レーザー光の波長λFならび
に発生させる高調波の次数に対応させて、ガルバノメー
タースキャナー２４により非線形光学結晶１０、３４、
３６を回転させるとともに、全反射ミラー１６によって
反射された波長λSHGのレーザー光のビームのみが絞り
プレート１８の開口１８ａを通過する光軸上に位置する
ように全反射ミラー１４、１６を回動する。
に発生させる高調波の次数に対応させて、ガルバノメー
タースキャナー２４により非線形光学結晶１０、３４、
３６を回転させるとともに、全反射ミラー１６によって
反射された波長λSHGのレーザー光のビームのみが絞り
プレート１８の開口１８ａを通過する光軸上に位置する
ように全反射ミラー１４、１６を回動する。
【００６２】即ち、２次高調波を発生させたい場合に
は、非線形光学結晶１０の結晶軸に対するレーザー光の
入射角が位相整合角となるようにガルバノメータースキ
ャナー２４により非線形光学結晶１０を回転させるが、
非線形光学結晶３４、３６に関しては高調波変換する必
要がないので、非線形光学結晶３４、３６の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー２４により非線形光学結
晶３４、３６を回転させる。
は、非線形光学結晶１０の結晶軸に対するレーザー光の
入射角が位相整合角となるようにガルバノメータースキ
ャナー２４により非線形光学結晶１０を回転させるが、
非線形光学結晶３４、３６に関しては高調波変換する必
要がないので、非線形光学結晶３４、３６の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー２４により非線形光学結
晶３４、３６を回転させる。
【００６３】また、３次高調波を発生させたい場合に
は、非線形光学結晶１０、３４の結晶軸に対するレーザ
ー光の入射角が位相整合角となるようにガルバノメータ
ースキャナー２４により非線形光学結晶１０、３４を回
転させるが、非線形光学結晶３６に関しては高調波変換
する必要がないので、非線形光学結晶３６の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー２４により非線形光学結
晶３６を回転させる。
は、非線形光学結晶１０、３４の結晶軸に対するレーザ
ー光の入射角が位相整合角となるようにガルバノメータ
ースキャナー２４により非線形光学結晶１０、３４を回
転させるが、非線形光学結晶３６に関しては高調波変換
する必要がないので、非線形光学結晶３６の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー２４により非線形光学結
晶３６を回転させる。
【００６４】さらに、４次高調波を発生させたい場合に
は、非線形光学結晶１０、３６の結晶軸に対するレーザ
ー光の入射角が位相整合角となるようにガルバノメータ
ースキャナー２４により非線形光学結晶１０、３６を回
転させるが、非線形光学結晶３４に関しては高調波変換
する必要がないので、非線形光学結晶３４の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー２４により非線形光学結
晶３４を回転させる。
は、非線形光学結晶１０、３６の結晶軸に対するレーザ
ー光の入射角が位相整合角となるようにガルバノメータ
ースキャナー２４により非線形光学結晶１０、３６を回
転させるが、非線形光学結晶３４に関しては高調波変換
する必要がないので、非線形光学結晶３４の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー２４により非線形光学結
晶３４を回転させる。
【００６５】つまり、波長λFの励起レーザー光の２次
高調波が必要な場合には非線形光学結晶３４、３６が高
調波変換の作用を行わないように配置し、波長λFの励
起レーザー光の３次高調波が必要な場合には非線形光学
結晶３６が高調波変換の作用を行わないように配置し、
波長λFの励起レーザー光の４次高調波が必要な場合に
は非線形光学結晶３４が高調波変換の作用を行わないよ
うに配置するものである。
高調波が必要な場合には非線形光学結晶３４、３６が高
調波変換の作用を行わないように配置し、波長λFの励
起レーザー光の３次高調波が必要な場合には非線形光学
結晶３６が高調波変換の作用を行わないように配置し、
波長λFの励起レーザー光の４次高調波が必要な場合に
は非線形光学結晶３４が高調波変換の作用を行わないよ
うに配置するものである。
【００６６】このとき、非線形光学結晶１０、３６を対
向して回転することにより、どちらか一方を補正装置と
して機能させることもできる。
向して回転することにより、どちらか一方を補正装置と
して機能させることもできる。
【００６７】上記のようにして、ユーザーが利用したい
レーザー光の波長λSHGに応じて、非線形光学結晶１
０、３４、３６をガルバノメータースキャナー２４によ
り回転するとともに、全反射ミラー１４、１６を回動し
て、非線形光学結晶１０、３４、３６と全反射ミラー１
４、１６との位置決めをした後に、非線形光学結晶１０
に波長λFの励起レーザー光を入射する。
レーザー光の波長λSHGに応じて、非線形光学結晶１
０、３４、３６をガルバノメータースキャナー２４によ
り回転するとともに、全反射ミラー１４、１６を回動し
て、非線形光学結晶１０、３４、３６と全反射ミラー１
４、１６との位置決めをした後に、非線形光学結晶１０
に波長λFの励起レーザー光を入射する。
【００６８】非線形光学結晶１０に波長λFの励起レー
ザー光が入射されると、図２に示す高速波長変換装置に
関して上記において説明したと同様な作用により、非線
形光学結晶１０、３４、３６を介して高調波変換され
て、プリズム１２の分散作用によって波長λSHGの成分
ならびにそれ以外の各波長成分がそれぞれの波長に応じ
た光路に屈折され分散して出射される。
ザー光が入射されると、図２に示す高速波長変換装置に
関して上記において説明したと同様な作用により、非線
形光学結晶１０、３４、３６を介して高調波変換され
て、プリズム１２の分散作用によって波長λSHGの成分
ならびにそれ以外の各波長成分がそれぞれの波長に応じ
た光路に屈折され分散して出射される。
【００６９】さらに、プリズム１２から光路を分けて出
射された波長λSHGの成分ならびにそれ以外の各波長成
分は、全反射ミラー１４、１６により反射され、波長λ
SHGの成分のみが絞りプレート１８の開口１８ａを通過
する。そして、絞りプレート１８の開口１８ａを通過し
た波長λSHGの成分はビームスプリッター２０により２
つの光路に分割され、分割された一方はビーム位置検出
器２２によりビーム位置の検出が行われ、分割された他
方はユーザーの利用に供される。
射された波長λSHGの成分ならびにそれ以外の各波長成
分は、全反射ミラー１４、１６により反射され、波長λ
SHGの成分のみが絞りプレート１８の開口１８ａを通過
する。そして、絞りプレート１８の開口１８ａを通過し
た波長λSHGの成分はビームスプリッター２０により２
つの光路に分割され、分割された一方はビーム位置検出
器２２によりビーム位置の検出が行われ、分割された他
方はユーザーの利用に供される。
【００７０】ここで、上記したように、絞りプレート１
８の開口１８ａを通過してビームスプリッター２０によ
り分割された波長λSHGの成分の一方に関しては、ビー
ム位置検出器２２によりビーム位置の検出がなされる
が、この検出結果は非線形光学結晶１０、３４、３６な
らびに全反射ミラー１４、１６の位置の補正のために用
いられる。
８の開口１８ａを通過してビームスプリッター２０によ
り分割された波長λSHGの成分の一方に関しては、ビー
ム位置検出器２２によりビーム位置の検出がなされる
が、この検出結果は非線形光学結晶１０、３４、３６な
らびに全反射ミラー１４、１６の位置の補正のために用
いられる。
【００７１】こうしてビーム位置検出器２２の検出結果
が非線形光学結晶１０、３４、３６ならびに全反射ミラ
ー１４、１６の位置の補正のために用いられることによ
り、全反射ミラー１６によって反射された波長λSHGの
成分のビームの光軸をより正確に一定に維持することが
できる。
が非線形光学結晶１０、３４、３６ならびに全反射ミラ
ー１４、１６の位置の補正のために用いられることによ
り、全反射ミラー１６によって反射された波長λSHGの
成分のビームの光軸をより正確に一定に維持することが
できる。
【００７２】なお、上記したような非線形光学結晶１
０、３４、３６ならびに全反射ミラー１４、１６の位置
の制御は、コンピュータを利用してシステム化して処理
を行うようにすることが好ましい。
０、３４、３６ならびに全反射ミラー１４、１６の位置
の制御は、コンピュータを利用してシステム化して処理
を行うようにすることが好ましい。
【００７３】ところで、図４ならびに図５に示す高速波
長変換装置においては、周波数３ωの成分（励起レーザ
ー光の３次高調波）を生成するために、周波数ωの成分
（励起レーザー光）と周波数２ωの成分（励起レーザー
光の２次高調波）とを非線形光学結晶３４に入射してい
るが、この際に、ローテーター３２により周波数２ωの
成分（励起レーザー光の２次高調波）の偏光方向が回転
されて、周波数ωの成分（励起レーザー光）と周波数２
ωの成分（励起レーザー光の２次高調波）とはそれぞれ
の偏光方向が一致するようにして非線形光学結晶３４に
入射するようになされている。
長変換装置においては、周波数３ωの成分（励起レーザ
ー光の３次高調波）を生成するために、周波数ωの成分
（励起レーザー光）と周波数２ωの成分（励起レーザー
光の２次高調波）とを非線形光学結晶３４に入射してい
るが、この際に、ローテーター３２により周波数２ωの
成分（励起レーザー光の２次高調波）の偏光方向が回転
されて、周波数ωの成分（励起レーザー光）と周波数２
ωの成分（励起レーザー光の２次高調波）とはそれぞれ
の偏光方向が一致するようにして非線形光学結晶３４に
入射するようになされている。
【００７４】このようにして、周波数ωの成分（励起レ
ーザー光）と周波数２ωの成分（励起レーザー光の２次
高調波）との偏光方向を一致させて周波数３ωの成分
（励起レーザー光の３次高調波）を生成するための非線
形光学結晶３４へ入射すると、高調波変換の変換効率を
きわめて向上することができる。
ーザー光）と周波数２ωの成分（励起レーザー光の２次
高調波）との偏光方向を一致させて周波数３ωの成分
（励起レーザー光の３次高調波）を生成するための非線
形光学結晶３４へ入射すると、高調波変換の変換効率を
きわめて向上することができる。
【００７５】しかしながら、周波数２ωの成分（励起レ
ーザー光の２次高調波）を生成する非線形光学結晶１０
から出射される周波数ωの成分（励起レーザー光）と周
波数２ωの成分（励起レーザー光の２次高調波）とは、
互いに偏光方向が直交して非線形光学結晶１０から出射
されるので、周波数ωの成分（励起レーザー光）と周波
数２ωの成分（励起レーザー光の２次高調波）との偏光
方向を一致させて周波数３ωの成分（励起レーザー光の
３次高調波）を生成するために、補正装置３０や偏光方
向を回転させるためのローテーター３２が必要になる。
ーザー光の２次高調波）を生成する非線形光学結晶１０
から出射される周波数ωの成分（励起レーザー光）と周
波数２ωの成分（励起レーザー光の２次高調波）とは、
互いに偏光方向が直交して非線形光学結晶１０から出射
されるので、周波数ωの成分（励起レーザー光）と周波
数２ωの成分（励起レーザー光の２次高調波）との偏光
方向を一致させて周波数３ωの成分（励起レーザー光の
３次高調波）を生成するために、補正装置３０や偏光方
向を回転させるためのローテーター３２が必要になる。
【００７６】一方、高調波変換の変換効率は低いが、偏
光方向が直交した状態の周波数ωの成分（励起レーザー
光）と周波数２ωの成分（励起レーザー光の２次高調
波）とを非線形光学結晶３４へ入射し、周波数３ωの成
分（励起レーザー光の３次高調波）を生成する方法も知
られており、この方法によると補正装置３０や偏光方向
を回転するためのローテーター３２を省略することがで
きる。
光方向が直交した状態の周波数ωの成分（励起レーザー
光）と周波数２ωの成分（励起レーザー光の２次高調
波）とを非線形光学結晶３４へ入射し、周波数３ωの成
分（励起レーザー光の３次高調波）を生成する方法も知
られており、この方法によると補正装置３０や偏光方向
を回転するためのローテーター３２を省略することがで
きる。
【００７７】図６には、上記した補正装置３０やローテ
ーター３２を省略した方法を採用した高速波長変換装置
が示されている。
ーター３２を省略した方法を採用した高速波長変換装置
が示されている。
【００７８】なお、図４ならびに図５の構成と同一ある
いは相当する構成には、図４ならびに図５において用い
た符号を用いて示すこととし、その詳細な構成ならびに
作用の説明は省略する。
いは相当する構成には、図４ならびに図５において用い
た符号を用いて示すこととし、その詳細な構成ならびに
作用の説明は省略する。
【００７９】この図６に示す高速波長変換装置において
は、図４ならびに図５に示す高速波長変換装置と比較す
ると、補正装置３０およびローテーター３２が省略され
ているため、構成を簡素化することができ、製造コスト
の低減化を図ることができるようになる。
は、図４ならびに図５に示す高速波長変換装置と比較す
ると、補正装置３０およびローテーター３２が省略され
ているため、構成を簡素化することができ、製造コスト
の低減化を図ることができるようになる。
【００８０】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、非線形光学結晶を高速で任意の位置に回転
することができるという優れた効果を奏する。
ているので、非線形光学結晶を高速で任意の位置に回転
することができるという優れた効果を奏する。
【００８１】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、非線形光学結晶から出射される変換レ
ーザー光から分離された各波長成分のビームの方向を一
定にして光軸を一致させることができるという優れた効
果を奏する。
されているので、非線形光学結晶から出射される変換レ
ーザー光から分離された各波長成分のビームの方向を一
定にして光軸を一致させることができるという優れた効
果を奏する。
【図１】励起レーザー光の２次高調波を得るための従来
の波長変換装置の概念構成説明図である。
の波長変換装置の概念構成説明図である。
【図２】本発明による高速波長変換装置の実施の形態の
一例の概念構成図である
一例の概念構成図である
【図３】ガルバノメータースキャナーに非線形光学結晶
を取り付けた状態を示す説明図であり、（ａ）はガルバ
ノメータースキャナーに非線形光学結晶を取り付けた状
態を示す要部概略構成平面説明図であり、（ｂ）は架台
に取り付けた状態のガルバノメータースキャナーに非線
形光学結晶を取り付けた状態を示す要部概略構成側面説
明図である。
を取り付けた状態を示す説明図であり、（ａ）はガルバ
ノメータースキャナーに非線形光学結晶を取り付けた状
態を示す要部概略構成平面説明図であり、（ｂ）は架台
に取り付けた状態のガルバノメータースキャナーに非線
形光学結晶を取り付けた状態を示す要部概略構成側面説
明図である。
【図４】本発明による高速波長変換装置の実施の形態の
他の例の概念構成図である
他の例の概念構成図である
【図５】図４に示す高速波長変換装置の上面からみた際
の要部概略実配置図である。
の要部概略実配置図である。
【図６】本発明による高速波長変換装置の実施の形態の
他の例の概念構成図である
他の例の概念構成図である
１０、３４、３６ 非線形光学結晶 １２ プリズム １４、１６ 全反射ミラー １８ 絞りプレート １８ａ 開口 ２０ ビームスプリッター ２２ ビーム位置検出器 ２４ ガルバノメータースキャナー ３０ 補正装置 ３２ ローテーター
フロントページの続き (72)発明者 赤川 和幸 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究 所内 (72)発明者 神保 昭夫 宮城県仙台市青葉区南吉成６丁目６番地 の３ フォトンチューニング株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−295231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−185084（ＪＰ，Ａ) 米国特許5144630（ＵＳ，Ａ) 米国特許5260953（ＵＳ，Ａ) Ｇ．Ｋ．Ｋｌａｕｍｉｎｚｅｒ，Ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄ ｏｕｂｌｉｎｇ ｆｏｒ 217−360 ｎ ｍ，Ｌａｓｅｒ 77 ０ ｐｔｏ−Ｅｌ ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ ｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ （1977），93−96 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/37 - 1/39 H01S 3/108 - 3/109 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (4)
- 【請求項１】 回転可能に支持された非線形光学結晶に
レーザー光を入射して、高調波変換により前記レーザー
光の波長変換を行う高速波長変換装置において、 前記非線形光学結晶を高速回転するガルバノメータース
キャナーと、 前記非線形光学結晶から出射されるレーザー光から所望
の高調波成分を分離するプリズムと、 前記プリズムによって分離された前記高調波成分の光路
を所定の方向に反射可能に可変配置されるミラーと、 前記ミラーを高速可動するガルバノメータースキャナー
と、 前記ミラーによって光路が所定の方向に反射された前記
高調波成分のみを通過させる開口を備えた絞りプレート
と、 前記絞りプレートの前記開口を通過した前記高調波成分
を２つの光路に分割するビームスプリッターと、 前記ビームスプリッターにより２つの光路に分割された
一方の高調波成分から前記ミラーによって反射された前
記高調波成分のビーム位置を検出するビーム位置検出器
とを有し、 前記ビーム位置検出器の検出結果に基づいて、前記非線
形光学結晶を高速回転する前記ガルバノメータースキャ
ナーと前記ミラーを高速可動する前記ガルバノメーター
スキャナーとを制御して、前記非線形光学結晶の回転角
と前記ミラーの回動位置との補正を行い、前記ミラーに
よって反射された前記高調波成分のビームの光軸を一定
に維持することを特徴とする高速波長変換装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の高速波長変換装置におい
て、 前記非線形光学結晶を高速回転する前記ガルバノメータ
ースキャナーは、前記非線形光学結晶の結晶軸に対する
レーザー光の入射角が位相整合角となるように、前記非
線形光学結晶を高速回転することを特徴とする高速波長
変換装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２のいずれか１項
に記載の高速波長変換装置において、 前記非線形光学結晶を同一光軸上に複数配置し、 前記ガルバノメータースキャナーは前記複数の非線形光
学結晶に対してそれぞれ設けられ、前記複数の非線形光
学結晶を高速回転する前記複数のガルバノメータースキ
ャナーは前記複数の非線形光学結晶を選択的に回転し、
前記複数の非線形光学結晶の結晶軸に対するレーザー光
の入射角が選択的に位相整合角となるようにすることを
特徴とする高速波長変換装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の高速波長変換装置にお
いて、 前記複数の非線形光学結晶を高速回転する前記複数のガ
ルバノメータースキャナーは、前記光路に対して互い違
いに位置するように配設されたことを特徴とする高速波
長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06213897A JP3245083B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 高速波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06213897A JP3245083B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 高速波長変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239721A JPH10239721A (ja) | 1998-09-11 |
| JP3245083B2 true JP3245083B2 (ja) | 2002-01-07 |
Family
ID=13191439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06213897A Expired - Lifetime JP3245083B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 高速波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245083B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2547268B (en) * | 2016-02-12 | 2019-11-13 | M Squared Lasers Ltd | Optical frequency mixing module |
| CN111913332A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-10 | 江苏博创翰林光电高科技有限公司 | 一种二次谐波带宽压缩的方法 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP06213897A patent/JP3245083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｇ．Ｋ．Ｋｌａｕｍｉｎｚｅｒ，Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｕｂｌｉｎｇ ｆｏｒ ２１７−３６０ ｎｍ，Ｌａｓｅｒ ７７ ０ ｐｔｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ（１９７７），９３−９６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10239721A (ja) | 1998-09-11 |
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