JP3317338B2 - 波長変換結晶及びその製造方法並びにこれを用いたレーザ装置 - Google Patents
波長変換結晶及びその製造方法並びにこれを用いたレーザ装置Info
- Publication number
- JP3317338B2 JP3317338B2 JP19939298A JP19939298A JP3317338B2 JP 3317338 B2 JP3317338 B2 JP 3317338B2 JP 19939298 A JP19939298 A JP 19939298A JP 19939298 A JP19939298 A JP 19939298A JP 3317338 B2 JP3317338 B2 JP 3317338B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- wavelength
- wavelength conversion
- lirbb
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
入射光の波長を変換する波長変換結晶及びその製造方法
並びにこの結晶を用いたレーザ装置に関するものであ
る。
長変換結晶を用いて作られる紫外域又は可視域の短波長
固体レーザは、従来のArガスレーザやエキシマレーザ
と比較して、より安全でメインテナンスが容易である
上、低価格で小型化し得る特長がある。入射光の波長を
半分にして出射する上記波長変換結晶は、信頼性の高い
短波長固体レーザには必要不可欠な結晶である。しかし
ながら、この波長変換結晶として十分に満足できる結晶
はこれまで存在せず、多くの研究者が良好な特性を示す
波長変換結晶を見い出すべく、現在活発な研究を行って
いる。
波長領域が紫外域まで広がったホウ酸系のBBO(Ba
B2O4)、LBO(LiB3O5)などの非線形光学結晶
が知られている。また近年LBO結晶のLiの一部をC
sで置換したCLBO(CsLiB3O18)の結晶が開
発されている。CLBO結晶は、LBO結晶とほぼ同じ
非線形光学定数の値を有する。しかし、このCLBO結
晶は吸湿性があり、この吸湿により結晶が自発的に砕け
る潮解性があり、良質な結晶ができない不具合がある。
この点を解消するために、CLBO結晶のCsの一部又
は全部をRb、K及びTlと置換した組成で表される結
晶が提案されている(特開平8−295507)。この
中で特にCsをRbで全部置換したLiRbB6O10の
結晶は容易に製造でき、かつ安全性が高い特長がある。
LBO及びCLBOの結晶は勿論のこと、上記LiRb
B6O10の結晶においても、得られた結晶は水分を吸収
するという吸湿性を有し、波長変換の効率が劣化する問
題点があった。またこの水分は結晶を加工するときに大
気中から吸収されるばかりでなく、育成後の冷却中の結
晶に大気中から吸着して白濁化し、かつ結晶を取扱う際
に形状が崩れる潮解性を有する致命的な欠点があった。
本発明の目的は、紫外域まで波長変換することができ、
かつ耐潮解性を有するLiRbB4O7の化学組成で表さ
れる波長変換結晶及びその製造方法並びにこの結晶を用
いたレーザ装置を提供することにある。
2次非線形光学材料としてレーザ装置に用いられ、入射
光を波長変換して高調波を出射する波長変換結晶におい
て、LiRbB4O7の化学組成で表される波長変換結晶
である。このLiRbB4O7の化学組成で表される波長
変換結晶は、B−O構造を有するため紫外域まで波長変
換することができ、またハイパワー領域での波長変換で
はBBOに勝る特性を有する。特に本発明の波長変換結
晶は耐潮解性を有するため、結晶を大気中に放置しても
結晶の形状が崩れることもない。
としてレーザ装置に用いられ、入射光を波長変換して高
調波を出射する波長変換結晶を製造する方法において、
リチウムの炭酸塩又はホウ酸塩と、ルビジウムの炭酸塩
と、ホウ酸又は無水ホウ酸とを所定量秤量して融解し、
この融液からLiRbB4O7の化学組成で表される波長
変換結晶を育成することを特徴とする波長変換結晶の製
造方法である。上記LiRbB4O7の化学組成で表され
る、育成後の波長変換結晶は大気中の冷却過程で水分を
吸着せず白濁化しない。得られた結晶は型くずれもな
く、耐潮解性を示す。
レーザ媒質11から発生したレーザ光の光路に入射光を
波長変換して高調波を出射する波長変換結晶12が設け
られたレーザ装置において、上記波長変換結晶12がL
iRbB4O7の化学組成で表される2次非線形光学材料
であることを特徴とするレーザ装置である。レーザ媒質
11から発生したレーザ光を本発明の波長変換結晶12
に照射すると、この波長変換結晶12で波長変換された
レーザ光が出射される。
の出発原料は、リチウムの炭酸塩又はホウ酸塩と、ルビ
ジウムの炭酸塩と、ホウ酸又は無水ホウ酸である。これ
らを所定量秤量して加熱融解することにより融液を得た
後、この融液から結晶を育成させる。本発明のLiRb
B4O7の結晶化温度は720℃以下で、一致融解を示す
ので、結晶の育成方法としては、チョクラルスキー(C
Z)法、ブリッジマン法、浮遊帯域融解(FZ)法など
を採用することができる。LiRbB4O7の結晶化速度
はホウ酸系の光学結晶の中でCLBO結晶に比べれば幾
分遅いが、BBO結晶やLBO結晶の結晶化速度より速
く、これらの結晶と比べて、LiRbB4O7結晶はより
短時間で育成することができる。
態で非線形光学材料として、図3に示すレーザ装置に用
いることができる。このレーザ装置ではレーザ媒質11
の基本波長のレーザ光をレーザ媒質11の光路に設けら
れたこのLiRbB4O7単結晶12に照射すれば、照射
されたLiRbB4O7単結晶12の入射光はこの単結晶
中で波長変換されて高調波を出射する。これによりこの
LiRbB4O7結晶を短波長光源として利用できる。レ
ーザ媒質としては、dye(色素)レーザ、固体レー
ザ、半導体レーザ等が挙げられる。また本発明のLiR
bB4O7結晶を焼結して多結晶のセラミック体の非線形
光学材料として使用し、可視領域よりも長い波長のレー
ザ光をこのセラミック体に照射することにより可視化す
ることができる。これは例えば、YAGを用いた1.0
6μmのレーザ光をこのセラミック体に照射すると0.
53μmの可視光が出射され、レーザ光のビーム形状や
強度分布などのビーム形状を見ることができる。
る。 <実施例1>LiRbB4O7結晶をチョクラルスキー法
により育成した。先ず炭酸リチウム(Li2CO3)と炭
酸ルビジウム(Rb2CO3)と酸化ホウ素(B2O3)を
モル比でLi2CO3:Rb2CO3:B2O3=1:1:4
となるように秤量し均一に混合した。内径約60mm、
高さ約60mmの白金ルツボをたて型炉の中に配置し、
ルツボの中に上記混合粉を3回に分けて入れ、850℃
に保って混合粉を融解した。最終的に融液はルツボの容
積の80%を占めた。上記モル比と同一にして別に作製
した種結晶をシードホルダに取付けた後、この種結晶を
720℃の温度に調整された融液表面に接触させ、この
温度で2時間維持しながら、種結晶を引上げて直径約1
cm、長さ約5cmのLiRbB4O7結晶を育成した。
育成後、LiRbB4O7結晶を大気中の育成炉内で室温
になるまで冷却した。
とRb2CO3とB2O3の原料粉末をLi2CO3:Rb2
CO3:B2O3=1:1:6となるように秤量し均一に
混合した。実施例1と同形同大の白金ルツボの中に上記
混合粉を3回に分けて入れ、850℃に保って混合粉を
融解した。最終的に融液はルツボの容積の80%を占め
た。実施例1と同一の条件で直径約1cm、長さ約5c
mのLiRbB6O10結晶を育成した。育成後、LiR
bB6O10結晶を大気中の育成炉内で室温になるまで冷
却した。
た室温のLiRbB4O7結晶と、比較例1の育成炉から
取出した室温のLiRbB6O10結晶のそれぞれの状態
を写真撮影した。その結果をそれぞれ図1(実施例1)
及び図2(比較例1)に示す。図1及び図2から明らか
なように、比較例1のLiRbB6O10結晶は冷却過程
で大気中の水分を吸収して白濁化し、潮解により結晶が
割れたのに対して、実施例1のLiRbB4O7結晶は割
れずに透明であった。また得られた実施例1のLiRb
B4O7結晶及び比較例1のLiRbB6O10結晶を手で
強く握りしめ、形状の崩れの有無を調べたところ、比較
例1のLiRbB6O10結晶は脆くて形が崩れた。これ
に対して実施例1のLiRbB4O7結晶は緻密で固い結
晶体であって形状の変化は全くなかった。
晶は、LiRbB4O7で表される結晶であるため、B−
O構造を有することから紫外域まで波長変換することが
でき、ハイパワー領域での波長変換ではBBOに勝る特
性を示す。特にLiRbB6O10結晶と異なり、本発明
のLiRbB4O7結晶は耐潮解性を有すため、育成後の
冷却過程でも、また育成炉から取出して大気中に放置し
ても結晶は容易に白濁化せず、加工の際などの取扱い時
に細かいクラックに起因して割れたり形状が崩れたりす
ることがない。
晶の状態を示す写真図。
結晶の状態を示す写真図。
Claims (3)
- 【請求項1】 2次非線形光学材料としてレーザ装置に
用いられ、入射光を波長変換して高調波を出射する波長
変換結晶において、 LiRbB4O7の化学組成で表されることを特徴とする
波長変換結晶。 - 【請求項2】 2次非線形光学材料としてレーザ装置に
用いられ、入射光を波長変換して高調波を出射する波長
変換結晶を製造する方法において、 リチウムの炭酸塩又はホウ酸塩と、ルビジウムの炭酸塩
と、ホウ酸又は無水ホウ酸とを所定量秤量して融解し、
この融液からLiRbB4O7の化学組成で表される波長
変換結晶を育成することを特徴とする波長変換結晶の製
造方法。 - 【請求項3】 レーザ媒質(11)から発生したレーザ光の
光路に入射光を波長変換して高調波を出射する波長変換
結晶(12)が設けられたレーザ装置において、 前記波長変換結晶(12)が LiRbB4O7の化学組成で表
される2次非線形光学材料であることを特徴とするレー
ザ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19939298A JP3317338B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 波長変換結晶及びその製造方法並びにこれを用いたレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19939298A JP3317338B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 波長変換結晶及びその製造方法並びにこれを用いたレーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000029087A JP2000029087A (ja) | 2000-01-28 |
JP3317338B2 true JP3317338B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=16407025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19939298A Expired - Fee Related JP3317338B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 波長変換結晶及びその製造方法並びにこれを用いたレーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3317338B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101984151B (zh) * | 2010-11-22 | 2012-07-04 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 硼酸锂铷非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
CN102212882B (zh) * | 2011-05-12 | 2013-03-06 | 中国科学院新疆理化技术研究所 | 化合物硼酸锂铷非线性光学晶体及其制备方法和用途 |
-
1998
- 1998-07-15 JP JP19939298A patent/JP3317338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
S.Furusawa et al.,Journal of the Physical Society of Japan,1991年 8月15日,Vol.60,No.8,pp.2691−2693 |
S.Furusawa et al.,Journal of the Physical Society,of Japan,1990年 5月15日,Vol.59,No.5,pp.1825−1830 |
S.Velsko et al.,Proceedings of the SPIE − The International Siciety for Optical Engineering,1986年,Vol.622,pp.171−174 |
T.Y.Kwon et al.,Materials Letters,1994年 7月,Vol.20,No.3,4,pp.211−215 |
Y.V.Burak et al.,Journal of Applied Spectroscopy,1990年 1月,Vol.52,No.1,pp.97−100 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000029087A (ja) | 2000-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102976287B (zh) | BaGa2GeSe6化合物、BaGa2GeSe6非线性光学晶体及制法和用途 | |
JP4061797B2 (ja) | ホウ酸塩単結晶及びその育成方法並びにこれを用いたレーザ装置 | |
WO2017005081A1 (zh) | BaHgSe2非线性光学晶体及制法和用途 | |
CN103288058B (zh) | Li2In2GeSe6非线性光学晶体及制法和用途 | |
CN102094245A (zh) | 硒稼铝钡化合物、硒稼铝钡非线性光学晶体及制法和用途 | |
CN103290480B (zh) | Li2In2SiS6化合物、Li2In2SiS6非线性光学晶体及制法和用途 | |
US11932965B2 (en) | Nonlinear optical crystal, method for preparing the same and application thereof | |
Singh et al. | Growth and characterization of gallium selenide crystals for far-infrared conversion applications | |
JPH09512354A (ja) | 非線形結晶及びそれらの利用 | |
CN110725004B (zh) | 一种氟硼铝酸铯铷非线性光学晶体及其制备方法和用途 | |
JP3317338B2 (ja) | 波長変換結晶及びその製造方法並びにこれを用いたレーザ装置 | |
CN103030146B (zh) | BaGa2SiSe6化合物、BaGa2SiSe6非线性光学晶体及制法和用途 | |
Wang et al. | Growth and properties of KBe2BO3F2 crystal | |
CN114134575B (zh) | 含碱土金属缺陷黄铜矿类型化合物和红外非线性光学晶体及制备方法和应用 | |
CN103290479B (zh) | Li2In2SiSe6化合物、Li2In2SiSe6非线性光学晶体及制法和用途 | |
CN105543970B (zh) | Li7Cd4.5Ge4Se16非线性光学晶体及制法和用途 | |
JP3763423B2 (ja) | 非線形光学材料およびその製造方法 | |
CN1240885C (zh) | 一种非线性光学晶体铝硼酸钾钠及其制备方法和用途 | |
CN1115430C (zh) | 大尺寸高温相硼磷酸锌非线性光学晶体及制法和用途 | |
CN109656079B (zh) | 一种BaHgSnS4非线性光学晶体的用途 | |
CN110791812B (zh) | 一种BaHgSnSe4非线性光学晶体及其制备方法和应用 | |
JPH11352533A (ja) | 波長変換結晶及びその製造方法並びにこれを用いたレーザ装置 | |
CN110735184B (zh) | 一种BaHgGeSe4非线性光学晶体及其制备方法和应用 | |
CN115467024B (zh) | 钾钡钙硼氧氟化合物和钾钡钙硼氧氟非线性光学晶体及制备方法和用途 | |
CN115198343B (zh) | 氟硅酸钪铷锂非线性光学晶体及其制备方法和应用 |
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: 20020515 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080614 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100614 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100614 Year of fee payment: 8 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100614 Year of fee payment: 8 |
|
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: 20110614 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120614 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120614 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130614 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |