JP3365648B2

JP3365648B2 - 光学ミラー

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Publication number: JP3365648B2
Application number: JP05845993A
Authority: JP
Inventors: 田昭江; 村克彦下; 木健司鈴
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 2003-01-14
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH06273620A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の波長の光につい
て高反射とした複数の高反射膜を有し、非線形光学効果
を利用した高調波発生装置やパラメトリック発振装置
等、反射後の複数の波長の光の相対位相が性能に重大な
影響を及ぼす装置に使用して最適な光学ミラーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、レーザに用いられる光学ミラー
は、一般にガラス等の基板上に、高屈折率の誘電体薄膜
（高屈折誘電膜）と低屈折率の誘電体薄膜（低屈折誘電
膜）とを光学的に波長の半分に相当する膜厚、あるいは
その整数倍の膜厚で交互に積層して作られている。複数
の波長の光、例えば第１の波長と第２の波長の２つの波
長に対して高反射とした光学ミラーは、第１の波長の１
／４波長の光学長に相当する膜厚の高屈折誘電膜と低屈
折誘電膜とを交互に積層して形成した周期構造を持つ第
１波長の高反射膜と、第２の波長の１／４波長の光学長
に相当する膜厚の高屈折誘電膜と低屈折誘電膜を交互に
積層して形成した周期構造を持つ第２の波長の高反射膜
とを順次積層した構造となっている。

【０００３】ここに、各光学ミラーの各高反射膜でのパ
ワー反射率は、誘電膜の屈折率差、積層周期数によって
決まるため、従来、この種の光学ミラーにおける各高反
射膜の積層周期数、即ち高屈折誘電膜と低屈折誘電膜と
を１周期とした積層数は、所定のパワー反射率を満たし
た周期数に設定されていた。つまり、パワー反射率を例
えば、９９．５％以上とした場合、このパワー反射率９
９．５％以上を満たし、かつ積層周期数をこれ以上多く
してもパワー変化率が殆ど変化しない周期数に設定され
ていた。

【０００４】即ち、光学ミラーで複数の波長の光を反射
させる場合、パワー反射率をほぼ任意に設計することは
可能であるが、光の位相の相互関係は、誘電膜の屈折率
が波長分散性を持つため一義的に決めることができず、
光の相互の位相関係については一般に考慮されていなか
った。

【０００５】しかしながら、非線形光学効果を利用した
高調波発生装置、パラメトリック発振装置等において
は、非線形光学結晶内で複数の光の位相の相互関係がそ
の性能に重要な影響を与える。

【０００６】非線形光学結晶を用いた第２高調波発生レ
ーザ装置を例にして、複数の波長の光の相対的な位相差
がこの装置の性能に与える影響について図５及び図６を
用いて説明する。

【０００７】この例は、非線形光学結晶１に、例えば波
長１．０６４μｍの赤外線（基本波２）を入射すること
によって、波長５３２ｎｍのグリーン光（第２高調波
３）を得るようにしたものであり、非線形光学結晶１が
適切な結晶方位に切り出され、非線形光学結晶１の温度
が適切に保たれていれば、基本波２と第２高調波３の位
相速度が一致し、この第２高調波３を非線形光学結晶１
外に取り出すことができる。この状態を非線形光学結晶
１の位相整合が取れた状態と呼ぶ。非線形光学結晶１を
基本波２が通過する際に非線形光学結晶１内で生成され
る第２高調波３は、基本波２に対し９０度位相が遅れ
る。

【０００８】この位相整合が取れた状態から温度の変化
或いは結晶角度の変化などで基本波２と第２高調波３の
位相速度がズレた場合における第２高調波３の出力は、
ジンク関数で与えられることが知られている。即ち、非
線形光学結晶１内での位相不整合量（ｒａｄ）を横軸
に、第２高調波３の出力を縦軸にとると、図６に示すよ
うになる。

【０００９】ここに、非線形光学結晶１を１回通過した
だけの第２高調波３の出力をシングルパスと表記し、こ
のシングルパスのみ横軸を２倍に拡大して、実験データ
との整合性を取っている。

【００１０】直線共鳴器型高調波レーザ装置の場合、基
本波は往復するため第２高調波も両方向に放射される。
この一方を折り返して一方向放射とする場合、片側のミ
ラーを基本波と第２高調波で共に高反射となるような光
学ミラーを用いるが、折り返した基本波によって生成さ
れた第２高調波と折り返した第２高調波の位相が合って
いれば互いに強め合うが、最悪の場合位相が反転してい
ると互いに打ち消し合ってしまう。

【００１１】即ち、図５に示すように、非線形光学結晶
１を１回通過した基本波２と、これに伴って発生した第
２高調波３とを光学ミラー４で折り返し、再度非線形光
学結晶１内を通過させた場合を考えると、折り返した第
２高調波３ａと、折り返した基本波２ａで発生した第２
高調波３ｂとの位相関係が重要になる。

【００１２】位相が完全にあった場合には、図６に反射
位相差δ_ij＝０として示したように、シングルパスの４
倍の第２高調波を得ることができる。これは、両第２高
調波３ａ，３ｂの電界ベクトルが加算され、第２高調波
パワーは電界ベクトルの２乗となるためである。

【００１３】しかしながら、前記両第２高調波３ａ，３
ｂ間に位相差があった場合、即ち、例えば光学ミラー４
で反射された時の基本波２ａと第２高調波３ａとの反射
位相差δ_ijが０．２５π，０．５π，πの各場合、第２
高調波出力は、同図に示すようになる。なお、図示して
いないが、基本波２ａと第２高調波３ａとの反射位相差
δ_ijが−０．２５π，−０．５π，−πの各場合、第２
高調波出力は、位相不整合量０を中心として、左右対象
となる。

【００１４】この計算から明らかなように、光学ミラー
４で折り返した基本波２ａと同じく第２高調波３ａとの
反射位相差の絶対値｜δ_ij｜が、０≦｜δ_ij｜＜π／２
程度であれば効率の低下が小さいことが判る。

【００１５】ここで重要なことは、非線形光学結晶１と
して、位相不整合量を簡単に調節できるものを使うか、
または位相不整合量を調整する手段を予めもった装置で
あれば、光学ミラー４での反射位相差δ_ijに関係なく、
折り返したことでシングルパスの少なくとも２倍の第２
高調波出力を得ることができる。しかしながら、このよ
うな調整手段を持たない場合、最悪の場合には第２高調
波出力が全く得られないという重大な問題が発生する恐
れがある。

【００１６】次に、前記反射位相差δ_ijと光学ミラーと
の関係について説明する。２つの波長の光について高反
射とした反射ミラーとして、入射側から第１の波長（例
えば１μｍ）の高反射膜、第２の波長（例えば０．５μ
ｍ）の高反射膜の順に２つの高反射膜を順次積層したも
のであって、パワー反射率は充分大きく、積層周期数を
これ以上多くしてもパワー反射率は殆ど変化しないもの
を考える。具体的に、第１の波長の高反射膜にＴｉＯ₂
薄膜（高屈折誘電膜）とＳｉＯ₂薄膜（低屈折誘電膜）
を第１の波長（１μｍ）の１／４波長分（光学長で０．
２５μｍ）の膜厚で交互に６周期、第２の波長の高反射
膜も同様に光学長で０．１２５μｍの膜厚のＴｉＯ₂薄
膜とＳｉＯ₂薄膜とを交互に１５周期積層したものとす
る。

【００１７】第１の波長の光は、入射するとすぐに第１
の波長の高反射膜によって反射されるが、第２の波長の
光は、第１の波長の高反射膜を通過した後、第２の波長
の高反射膜によって反射され再び第１の光の高反射膜を
通過した後に放射される。この時、波長１μｍの波長の
光で測定した第１の高反射膜の光路長は、６積層周期で
あるから６μｍであるが、０．５μｍの波長の光で測定
すると、屈折率が約１０％大きいため、光学長は約６．
６μｍとなり、往復で約１３．２μｍの光路長となる。

【００１８】いま、第１の波長の高反射膜の積層数を７
周期にしたとすると、往復の光路長は約１５．４μｍと
なり、第１の波長の高反射膜の積層数を１周期増やした
ことにより、約２．２μｍの光路長が新たに増えたこと
になる。これは、波長０．５μｍの光では約４．４波長
分に相当し、位相に直せば、１周期積層数を増やしたた
めに、波長０．５μｍの光は約０．８πの位相遅れを発
生したことになる。一方、波長１μｍの光は１周期積層
数を増やしても、パワー反射率は増加するが、位相は変
化しない。

【００１９】このように、高反射膜を構成する高屈折誘
電膜と低屈折誘電膜との積層周期数の違いによって、光
学ミラーを反射した後の複数の光の位相の相互関係が変
化することになる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来から一
般に使用されているパワー反射率にのみ着目した光学ミ
ラーを、光の位相関係を制御する必要がある非線形光学
結効果を応用した高調波発生装置やパラメトリック発振
装置に使用した場合、複数の光の反射位相のずれ量がそ
れらの波長によって異なるため、複数の波長の相互の位
相関係が保存されずに、高い出力が得られないといった
問題点があった。

【００２１】即ち、所望のパワー反射率が得られるよう
に高反射膜の積層周期数を設定したのみでは、例えば上
記直線共鳴器型第２高調波レーザ装置の場合において、
出射方向に生成された第２高調波と、折り返した基本波
によって生成された第２高調波との位相が合わずに、互
いに打ち消しあって、高い高調波出力を得ることができ
なってしまっていた。

【００２２】一方、高反射膜の積層周期数を変えると、
反射後の複数の光の位相の相互関係が変化する。本発明
は上記に鑑み、高反射膜の周期構造を延長し、等価的に
位相補償層を挿入することによって、パワー反射率のみ
ならず、位相ズレを考慮し補償した光学ミラーを提供す
ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る光学ミラーは、高屈折誘電膜と低屈折
誘電膜とを交互に積層して形成した周期構造を持つ高反
射膜を複数有し、複数の波長の光について高反射とした
光学ミラーにおいて、波長λ₁からλ_nの光に対する各
高反射膜Ｍ₁からＭ_nの各々の周期構造の積層周期数を
Λ₁からΛ_nとし、入射表面をＰ₀、各周期構造のうち
最も入射側に位置する高屈折誘電膜の入射表面をＰ₁か
らＰ_nとし、Ｐ_aからＰ_bを波長λ_cで測定した時の光
学的な距離をＦ_abcとして、波長λ_iの反射波と波長λ
_jの反射波の相対位相差から入射時の位相差を差し引い
た反射位相差δ_ijを、２ｎπ±｜δ_ij｜＝２×２π（Ｆ_0jj−Ｆ_0ii）／λ_j （０≦｜δ_ij｜＜π，ｎ；整数）と定義した時、前記高反射膜Ｍ_iの積層周期数Λ_iを、
所望のパワー反射率を満たし、かつ前記反射位相差の絶
対値｜δ_ij｜が、０≦｜δ_ij｜＜π／２となる整数値に設定したことを特徴とするものである。

【００２４】ここに、所望のパワー反射率は、好ましく
は９５％以上である。

【００２５】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、所望の
パワー反射率が得られ、しかも複数の波長の相互の位相
関係が保存されるように設定された積層周期数を有する
複数の高反射膜によって、例えば直線共鳴器型高調波レ
ーザ装置に使用した場合に、出射方向に生成された第２
高調波と、折り返した基本波によって生成された第２高
調波との位相とが互いに強め合うようにして、高い高調
波出力を得ることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
４は、複数の高反射膜Ｍ₁，…，Ｍ_h，Ｍ_i，Ｍ_j，…
を有する複数の波長の光λ₁，…，λ_h，λ_i，λ_j，
…について高反射とした光学ミラーを模式的に示すもの
で、これらを保持するガラス等の保持体は、同図におい
て右側であっても左側であっても、また高反射膜の中間
であっても良い。

【００２７】いま、一つの高反射膜Ｍ_iの積層周期数Λ
_iを例にして説明するが、これは他の高反射膜Ｍ₁，
…，Ｍ_h，Ｍ_j，…も同様である。この高反射膜Ｍ
_iは、波長λ_iの光について高反射とした反射膜で、高
屈折率の誘電体膜（高屈折誘電膜）５と低屈折率の誘電
体膜（低屈折誘電膜）６とを交互に積層して形成した周
期構造を持つよう構成されているとともに、この高屈折
誘電膜５と低屈折率の低屈折誘電膜）６の膜厚は、波長
λ_iの１／４波長分、即ち光学長でλ_i／４に設定され
ている。ここに、光学長とは、光路の長さにその屈折率
を乗じた光学的な長さをいう。

【００２８】そして、同図に示すように、入射表面をＰ
₀、高反射膜Ｍ_iの最も入射側に位置する高屈折誘電膜
５の入射表面をＰ_i、高反射膜Ｍ_jの最も入射側に位置
する高屈折誘電膜５の入射表面をＰ_jとし、各入射表面
間の光学長は、簡単のために膜面に垂直であるとする。

【００２９】但し、リングレーザ装置などに使用される
垂直入射以外の場合にも光学長を光路に沿って定義すれ
ば全く同じ論理が成立し、同じ効果が得られることは言
うまでもない。

【００３０】そして、波長λ_iの光は、高反射膜Ｍ_iで
反射され、波長λ_jの光は、高反射膜Ｍ_jで反射され
て、両者の間に反射位相差δ_ijが生じるのであるが、こ
の高反射膜Ｍ_iの積層周期数Λ_iは、この高反射膜Ｍ_i
が波長λ_iの光に対する所望のパワー反射率を有し、か
つＰ₀からＰ_jを波長λ_jで測定した時の光学的な距離
をＦ_0jj、Ｐ₀からＰ_iを波長λ_iで測定した時の光学
的な距離をＦ_0iiとして、波長λ_iの反射波と波長λ_j
の反射波の相対位相差から入射時の位相差を差し引いた
反射位相差δ_ijを、２ｎπ±｜δ_ij｜＝２×２π（Ｆ_0jj−Ｆ_0ii）／λ_j …… （０≦｜δ_ij｜＜π，ｎ；整数）と定義した時、前記反射位相差の絶対値｜δ_ij｜が、０≦｜δ_ij｜＜π／２となる整数値に設定されている。

【００３１】この積層周期数Λ_iの決定は、例えば以下
のようにして行うことができる。前記のように反射位相
差δ_ijを定義すると、この反射位相差δ_ijは、積層周期
数Λ_iの増減に対し、ほぼａ＝（λ_j／λ_i）・（１／（２×｜１−（Ｆ_iji／Ｆ_ijj）｜）ここに、Ｆ_iji；Ｐ_iからＰ_jを波長λ_iで測定した時の光学的な距離Ｆ _ijj；Ｐ_iからＰ_jを波長λ_jで測定した時の光学的な距離とした周期的な振る舞いを示す。

【００３２】ここで求められた値ａの整数倍ａ・ｎ
（ｎ；整数）で反転位相差δ_ij≒０となるので、これに
近い整数値を求め、この値を上記に代入することによ
り、積層周期数Λ_iを求めることができる。

【００３３】ここに、高反射膜の最も入射側に位置する
高屈折誘電膜の入射表面を基準にしたのは、以下の理由
による。反射位相差δ_ijの発生は、低屈折誘電膜と高屈
折誘電膜の周期構造を用いた高反射膜内の定在波分布を
考察することで理解できる。

【００３４】即ち、高反射膜内の定在波は、低屈折誘電
膜と高屈折誘電膜の界面が節となり、複数の高反射膜
は、互いに界面を共有して接続されているため、各々の
定在波は節の部分が接して空間的に固定されている。ま
た、周期構造による反射の位相は、反射端面（この場
合、誘電膜界面）では低屈折誘電膜から高屈折誘電膜に
入射した界面からの反射は位相反転を起こすが、高屈折
誘電膜から低屈折誘電膜に入射した場合位相は保存され
ることから、高反射膜内では位相ズレは０またはπの２
値しか取り得ない。

【００３５】そこで、入射点からこの接続点までの光学
長と位相ズレが０かπかに注意すれば、反射ミラーによ
る相対位相差は、その波長の高反射膜以外の通過する媒
体の屈折率が重要であると考えられる。

【００３６】以上の説明から、高反射膜の各周期構造の
最前面を基準点とし、その更に入射側が相対的に高屈折
か否かによってπの位相ズレの有無を反射位相差δ_ijに
取り込む方法がより正確ではあるが、低屈折誘電膜が周
期構造の最前部にきたとしても、一般に低屈折誘電膜で
は屈折率の波長分散性が小さく、また光学長も小さいこ
とから実用上無視できるためである。

【００３７】次に、前記積層周期数の具体的な決定を、
図１に示すように、λ＝８６０ｎｍの波長の光を反射す
る８６０ｎｍ高反射膜７と、λ／２＝４３０ｎｍの波長
の光を反射する４３０ｎｍ高反射膜８とを有し、高屈折
誘電膜５としてＴｉＯ₂膜を、低屈折誘電膜６としてＳ
ｉＯ₂膜をそれぞれ使用して、高反射膜７，８を非線形
光学結晶としてのニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ₃）単結
晶９の端面に形成した例を参照して説明する。

【００３８】なお、８６０ｎｍ高反射膜７の高屈折誘電
膜５及び低屈折誘電膜６の膜厚は、８６０ｎｍの光学長
で２１５ｎｍに、４３０ｎｍ高反射膜８の高屈折誘電膜
５及び低屈折誘電膜６の膜厚は、４３０ｎｍの光学長で
１０８ｎｍにそれぞれ設定されており、ここでは、８６
０ｎｍ高反射膜７の高屈折誘電膜５と低屈折誘電膜６と
の積層周期数を求めるものとする。

【００３９】この場合、高屈折誘電膜５としてＴｉＯ₂
膜と低屈折誘電膜６としてＳｉＯ₂膜の波長８６０ｎｍ
及び４３０ｎｍに対する屈折率、８６０ｎｍ高反射膜１
層当りの光学長は、下表の通りである。

【００４０】

【表１】

【００４１】ここで、パワー反射率を、例えば９９．５
％以上とすると、８６０ｎｍ高反射膜７及び４３０ｎｍ
高反射膜８の各々の高屈折誘電膜５と低屈折誘電膜６と
の積層周期数は６周期となる。

【００４２】従来の光学ミラーでは、パワー反射率から
高反射膜の積層周期数を定めていたため、この種の高反
射膜の積層周期数は、一般に６周期に設定されていた。
しかしながら、８６０ｎｍ高反射膜７の高屈折誘電膜５
と低屈折誘電膜６との積層周期数を６周期とした場合、
前記式において、Ｆ _0jj ＝（２３９．１２＋２１９．５１）×６＝２７５１．７８（ｎｍ）Ｆ_0ii＝０（ｎｍ）であるため、反射位相差δ_ijは、｜δ_ij｜＝１．１２π となる。

【００４３】そして、このように大きな反射位相差δ_ij
が生じると、前述のように、直線共鳴器型高調波レーザ
装置の反射ミラーとして使用した場合、折り返した第２
高調波（４３０ｎｍ）と折り返した基本波（８６０ｎ
ｍ）で発生した第２高調波（４３０ｎｍ）とが互いに打
ち消し合って、高い第２高調波出力が得られないことに
なる。

【００４４】そこで、本実施例では、８６０ｎｍ高反射
膜７の高屈折誘電膜５と低屈折誘電膜６との積層周期数
を８周期としている。このように、積層周期数を８周期
とすると、前記式において、Ｆ _0jj ＝（２３９．１２＋２１９．５１）×８＝３６６９．０４（ｎｍ）Ｆ_0ii＝０（ｎｍ）であるため、反射位相差δ_ijは、｜δ_ij｜＝０．１６π となり、０≦｜δ_ij｜＜π／２を満たすことができる。

【００４５】これによって、前述のように、直線共鳴器
型高調波レーザ装置の反射ミラーとして使用した場合、
折り返した第２高調波（４３０ｎｍ）と折り返した基本
波（８６０ｎｍ）で発生した第２高調波（４３０ｎｍ）
とが互いに強め合って、高い第２高調波出力を得ること
ができる。

【００４６】これらの関係を下表に示す。

【００４７】

【表２】

【００４８】なお、上記実施例においては、２つの高反
射膜７，８を、非線形光学結晶（ＫＮｂＯ₃結晶）９の
端面に形成しているが、非線形光学結晶９とは別体とし
て、ガラス等の基板の表面に形成しても良いことは勿論
である。

【００４９】次に、上記従来例と本実施例における効果
の比較を図２及び図３を参照して説明する。図２は、基
本波（８６０ｎｍ）を非線形光学結晶に入射して第２高
調波（４３０ｎｍ）を発生させた時の第２高調波出力の
測定に用いた光学系の配置を模式的に示すもので、光源
として波長８６２ｎｍの半導体レーザ（図示せず）を用
い、コリメートした後、シリンドリカルレンズ１０を用
いて略円形のビームに整形しガラスフィルタ１１を通過
させて偏光ビームスプリッタ１２に入射させる。そし
て、焦点距離１００ｍｍの球面レンズ１３で集光して試
料１４に入射させ、波長８６０ｎｍの光を９９．９％遮
り、４３０ｎｍの光を７８％透過するガラスフィルター
１５を通過した第２高調波（４３０ｎｍ）出力をパワー
メータのシリコンディテクタ１６で測定するようにした
ものである。

【００５０】ここに、前記偏光ビームスプリッター１２
は、８６０ｎｍの半導体レーザ光を透過するよう配置し
て、第２高調波（４３０ｎｍ）は偏光が半導体レーザか
らの基本波（８６０ｎｍ）と９０゜異なるために透過し
ないようになされている。

【００５１】前記試料１４として、ペルチェ素子により
温調を可能としたニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ₃）単結
晶を用いた。ＫＮｂＯ₃単結晶は、ａ軸方向に光を伝搬
するよう切り出され、光学研磨した後にその両面１４
ａ，１４ｂに通常行われる方法と同様の電子ビーム蒸着
法でコーティングを施した。

【００５２】そして、第１の試料１４（試料Ａ）とし
て、本実施例と同様な高反射膜、即ち試料１４の一端面
１４ａに８周期の８６０ｎｍ高反射膜と１５周期の４３
０ｎｍ高反射膜とを有するものを、第２の試料（試料
Ｂ）として、従来例と同様な高反射膜、即ち試料１４の
一端面１４ａに６周期の８６０ｎｍ高反射膜と１５周期
の４３０ｎｍ高反射膜とを有するものを、第３の試料
（試料Ｃ）として、シングルパスを得るため試料１４の
一端面１４ａに８６０ｎｍ，４３０ｎｍの２波長で低反
射のコーティングを施したものをそれぞれ使用した。

【００５３】なお、前記各試料Ａ〜Ｃにおいて、試料１
３の他端面には、８６０ｎｍ，４３０ｎｍの２波長で低
反射のコーティングが施されている。これらの試料１４
（試料Ａ〜Ｃ）を基に、図２に示す光学系により得られ
た第２高調波（４３０ｎｍ）出力を縦軸に、ＫＮｂＯ₃
結晶の温度を横軸にしたものを図３に示す。なお、第２
高調波出力は、シングルパスの出力を１として相対値を
示している。

【００５４】このように、波長８６０ｎｍの光と波長４
３０ｎｍの光を共に反射させて共鳴させた場合、原理的
にはシングルパスの４倍の第２高調波出力を期待するこ
とができるが、実験の結果、従来例では最大でシングル
パスの２．２倍であった。一方、本実施例では、シング
ルパスの３．５倍の出力が得られ、本実施例により従来
例の１．６倍の出力増大が図れた。

【００５５】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
特に非線形光学効果を利用した高調波発生装置やパラメ
トリック発振装置等、非線形光学結晶内で複数の光の位
相の相互関係がその性能に重大な影響を与える装置に使
用した時に、例えば出射方向に生成された第２高調波
と、折り返した基本波によって生成された第２高調波と
の位相とが互いに強め合うようにして、その性能が最大
に発揮できるよう前もって光学ミラーを設計して製作す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の高反射膜の具体的な積層構
造を示す概略断面図である。

【図２】基本波を非線形光学結晶に入射して第２高調波
を発生させた時の第２高調波出力の測定に用いた光学系
の配置を模式的に示す模式図である。

【図３】図２に示す光学系を用いて第２高調波出力を測
定した時の実験結果を示す特性図である。

【図４】高反射膜の積層構造を示す概略断面図である。

【図５】第２高調波発生を例とした基本波と第２高調波
の位相関係の説明に付する光学部品の概略配置図であ
る。

【図６】図５における反射後の基本波と第２高調波との
相対的な位相差をパラメータとした第２高調波を計算し
た特性図である。

【符号の説明】

１非線形光学結晶２，２ａ基本波３，３ａ，３ｂ第２高調波４光学ミラー５高屈折誘電膜６低屈折誘電膜７８６０ｎｍ高反射膜８４３０ｎｍ高反射膜９非線形光学結晶（ＫＮｂＯ₃単結晶）１４試料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−204702（ＪＰ，Ａ) 特開平４−204526（ＪＰ，Ａ) 特開平４−80980（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−165806（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−46706（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−50820（ＪＰ，Ａ) 特開平６−265953（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／5413（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/37 G02B 5/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高屈折誘電膜と低屈折誘電膜とを交互に積
層して形成した周期構造を持つ高反射膜を複数有し、複
数の波長の光について高反射とした光学ミラーにおい
て、波長λ₁からλ_nの光に対する各高反射膜Ｍ₁から
Ｍ_nの各々の周期構造の積層周期数をΛ₁からΛ_nと
し、入射表面をＰ₀、各周期構造のうち最も入射側に位
置する高屈折誘電膜の入射表面をＰ₁からＰ_nとし、Ｐ
_aからＰ_bを波長λ_cで測定した時の光学的な距離をＦ
_abcとして、波長λ_iの反射波と波長λ_jの反射波の相
対位相差から入射時の位相差を差し引いた反射位相差δ
_ijを、２ｎπ±｜δ_ij｜＝２×２π（Ｆ_0jj−Ｆ_0ii）／λ_j （０≦｜δ_ij｜＜π，ｎ；整数）と定義した時、前記高反射膜Ｍ_iの積層周期数Λ_iを、
所望のパワー反射率を満たし、かつ前記反射位相差の絶
対値｜δ_ij｜が、０≦｜δ_ij｜＜π／２となる整数値に設定したことを特徴とする光学ミラー。
【請求項２】所望のパワー反射率が９５％以上のパワー
反射率であることを特徴とする請求項１記載の光学ミラ
ー。
【請求項３】前記複数の高反射膜を基板の表面にコーテ
ィングして構成したことを特徴とする請求項１記載の光
学ミラー。
【請求項４】前記複数の高反射膜を非線形光学結晶の表
面にコーティングして構成したことを特徴とする請求項
１記載の光学ミラー。