JP3539030B2 - レーザ光発生装置 - Google Patents
レーザ光発生装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/353—Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
- G02F1/3542—Multipass arrangements, i.e. arrangements to make light pass multiple times through the same element, e.g. using an enhancement cavity
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- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光源からの
レーザ光を、レーザ光源の外部に配された光共振器によ
って強めるとともに、この光共振器内に配された非線形
光学結晶素子によって波長変換した上で出力するレーザ
光発生装置に関する。
レーザ光を、レーザ光源の外部に配された光共振器によ
って強めるとともに、この光共振器内に配された非線形
光学結晶素子によって波長変換した上で出力するレーザ
光発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高効率なレーザ光発生装置として、レー
ザ光源からのレーザ光を、レーザ光源の外部に配された
光共振器によって強めるとともに、この光共振器内に配
された非線形光学結晶素子によって波長変換して出力す
るタイプのレーザ光発生装置が提案されている。
ザ光源からのレーザ光を、レーザ光源の外部に配された
光共振器によって強めるとともに、この光共振器内に配
された非線形光学結晶素子によって波長変換して出力す
るタイプのレーザ光発生装置が提案されている。
【０００３】このようなレーザ光発生装置では、レーザ
光源から出射されるレーザ光の波長と、光共振器内にお
ける光路長とを精密に制御して、共振条件を満たすよう
にしなければならない。したがって、レーザ光源から出
射されるレーザ光の出力は安定に保たれている必要があ
る。そして、一般に、光共振器からレーザ光源への戻り
光があるとレーザ光の発振が不安定になりやすいので、
上述のようなレーザ光発生装置では、光共振器からレー
ザ光源への戻り光を抑止することが非常に重要な課題と
なっている。
光源から出射されるレーザ光の波長と、光共振器内にお
ける光路長とを精密に制御して、共振条件を満たすよう
にしなければならない。したがって、レーザ光源から出
射されるレーザ光の出力は安定に保たれている必要があ
る。そして、一般に、光共振器からレーザ光源への戻り
光があるとレーザ光の発振が不安定になりやすいので、
上述のようなレーザ光発生装置では、光共振器からレー
ザ光源への戻り光を抑止することが非常に重要な課題と
なっている。
【０００４】そこで、従来のレーザ光発生装置では、レ
ーザ光源と光共振器の間に光アイソレータを配し、この
光アイソレータによってレーザ光源への戻り光を抑止し
ている。しかし、光アイソレータは非常に高価であり、
レーザ光発生装置の低価格の妨げとなっている。
ーザ光源と光共振器の間に光アイソレータを配し、この
光アイソレータによってレーザ光源への戻り光を抑止し
ている。しかし、光アイソレータは非常に高価であり、
レーザ光発生装置の低価格の妨げとなっている。
【０００５】また、従来のレーザ光発生装置としては、
上述のような戻り光を防止するために、光共振器とし
て、いわゆるリング型光共振器を使用したものも提案さ
れている。このリング型光共振器は、例えば、図４に示
すように、４つの反射鏡１０１，１０２，１０３，１０
４によって光共振器１１０を構成することにより、レー
ザ光源への戻り光を抑止したものである。すなわち、こ
のような光共振器１１０では、理論的には、光共振器１
１０内のレーザ光は、レーザ光源からのレーザ光Ｌ０の
入射方向に進む進行波（以下、順進行波と呼ぶ。）Ｌ１
のみとなり、順進行波とは逆方向に進む進行波（以下、
逆進行波と呼ぶ。）は発生せず、レーザ光源へ光が戻る
ようなことがなくなる。
上述のような戻り光を防止するために、光共振器とし
て、いわゆるリング型光共振器を使用したものも提案さ
れている。このリング型光共振器は、例えば、図４に示
すように、４つの反射鏡１０１，１０２，１０３，１０
４によって光共振器１１０を構成することにより、レー
ザ光源への戻り光を抑止したものである。すなわち、こ
のような光共振器１１０では、理論的には、光共振器１
１０内のレーザ光は、レーザ光源からのレーザ光Ｌ０の
入射方向に進む進行波（以下、順進行波と呼ぶ。）Ｌ１
のみとなり、順進行波とは逆方向に進む進行波（以下、
逆進行波と呼ぶ。）は発生せず、レーザ光源へ光が戻る
ようなことがなくなる。
【０００６】ところで、このようなレーザ光発生装置に
おいて、波長変換に使用される非線形光学結晶素子は、
レーザ光が垂直に入射されるのを前提とするものが一般
的であり、このような非線形光学結晶素子では、光学損
失を低減させるために、レーザ光入射面に反射防止膜が
形成される。ここで、反射防止膜は、理想的には反射を
完全に無くすものが望まれるが、実際には、反射を完全
に無くすことは非常に困難であり、多くの場合、０．１
〜０．５％程度の残留反射が残っている。
おいて、波長変換に使用される非線形光学結晶素子は、
レーザ光が垂直に入射されるのを前提とするものが一般
的であり、このような非線形光学結晶素子では、光学損
失を低減させるために、レーザ光入射面に反射防止膜が
形成される。ここで、反射防止膜は、理想的には反射を
完全に無くすものが望まれるが、実際には、反射を完全
に無くすことは非常に困難であり、多くの場合、０．１
〜０．５％程度の残留反射が残っている。
【０００７】したがって、図５に示すように、第１乃至
第４の反射鏡１０１，１０２，１０３，１０４を備えた
光共振器１１０内に非線形光学結晶素子１１１を配する
と、この非線形光学結晶素子１１１のレーザ光入射面１
１１ａによって順進行波Ｌ１が反射されてしまう。ここ
で、非線形光学結晶素子１１１による反射光Ｒ１の共振
周波数は、光共振器１１０の内部にファラデー素子など
がない限り、光の可逆性から、順進行波Ｌ１の共振周波
数と同じである。したがって、わずかな残留反射であっ
ても反射光Ｒ１が共振してしまい、光共振器１１０内に
逆進行波が発生してしまう。すなわち、非線形光学結晶
素子１１１からの反射光Ｒ１は、光共振器１１０内の閉
じた経路を順進行波Ｌ１とは逆の方向に進行し、光共振
器１１０内に逆進行波を励起する。そして、このよう
に、非線形光学結晶素子１１１のレーザ光入射面１１１
ａによる反射によって光共振器１１０の内部に発生した
逆進行波は、モードマッチされたレーザ光源１１２への
戻り光Ｒ２となり、レーザ光の発振を不安定にさせてし
まう。
第４の反射鏡１０１，１０２，１０３，１０４を備えた
光共振器１１０内に非線形光学結晶素子１１１を配する
と、この非線形光学結晶素子１１１のレーザ光入射面１
１１ａによって順進行波Ｌ１が反射されてしまう。ここ
で、非線形光学結晶素子１１１による反射光Ｒ１の共振
周波数は、光共振器１１０の内部にファラデー素子など
がない限り、光の可逆性から、順進行波Ｌ１の共振周波
数と同じである。したがって、わずかな残留反射であっ
ても反射光Ｒ１が共振してしまい、光共振器１１０内に
逆進行波が発生してしまう。すなわち、非線形光学結晶
素子１１１からの反射光Ｒ１は、光共振器１１０内の閉
じた経路を順進行波Ｌ１とは逆の方向に進行し、光共振
器１１０内に逆進行波を励起する。そして、このよう
に、非線形光学結晶素子１１１のレーザ光入射面１１１
ａによる反射によって光共振器１１０の内部に発生した
逆進行波は、モードマッチされたレーザ光源１１２への
戻り光Ｒ２となり、レーザ光の発振を不安定にさせてし
まう。
【０００８】このように、リング型光共振器を用いたレ
ーザ光発生装置においても、非線形光学結晶素子からの
反射によって戻り光が生じてしまうため、やはり、レー
ザ光源と光共振器の間に光アイソレータを配する必要が
あり、低価格化を図ることが難しかった。
ーザ光発生装置においても、非線形光学結晶素子からの
反射によって戻り光が生じてしまうため、やはり、レー
ザ光源と光共振器の間に光アイソレータを配する必要が
あり、低価格化を図ることが難しかった。
【０００９】また、上述のような非線形光学結晶素子か
らの反射を防ぐために、非線形光学結晶素子の表面をブ
リュースター角にカットする方法も提案されている。
らの反射を防ぐために、非線形光学結晶素子の表面をブ
リュースター角にカットする方法も提案されている。
【００１０】しかし、非線形波長変換では、必ずしもブ
リュースター角で反射が発生しにくい光だけを扱うとは
限らず、その適用には限界がある。
リュースター角で反射が発生しにくい光だけを扱うとは
限らず、その適用には限界がある。
【００１１】すなわち、例えば、タイプ２の位相整合を
用いる場合には、入力される光が異なる偏光方向をもっ
ているため、非線形光学結晶素子の表面をブリュースタ
ー角にカットすることによって一方の偏光に対しては反
射が防げても、他方の偏光に対しては、典型的には２０
％以上の反射損失が生じる。
用いる場合には、入力される光が異なる偏光方向をもっ
ているため、非線形光学結晶素子の表面をブリュースタ
ー角にカットすることによって一方の偏光に対しては反
射が防げても、他方の偏光に対しては、典型的には２０
％以上の反射損失が生じる。
【００１２】また、例えば、タイプ１の位相整合を用い
る場合は、入力される２つの光の偏光方向は同じなの
で、これらの光に関しては、非線形光学結晶素子の表面
をブリュースター角にカットすることによって反射損失
は低減できる。しかし、発生する第３の光は、一般に、
入力光の偏光方向に対して直交する偏光方向となるた
め、この第３の光に関しては、やはり２０％以上の反射
損失が生じてしまう。
る場合は、入力される２つの光の偏光方向は同じなの
で、これらの光に関しては、非線形光学結晶素子の表面
をブリュースター角にカットすることによって反射損失
は低減できる。しかし、発生する第３の光は、一般に、
入力光の偏光方向に対して直交する偏光方向となるた
め、この第３の光に関しては、やはり２０％以上の反射
損失が生じてしまう。
【００１３】このように、非線形光学結晶素子の表面を
ブリュースター角にカットすると、反射損失が非常に大
きくなってしまうため、この方法は現実的ではなかっ
た。
ブリュースター角にカットすると、反射損失が非常に大
きくなってしまうため、この方法は現実的ではなかっ
た。
【００１４】したがって、非線形光学結晶素子を用いた
レーザ光発生装置では、高い効率で波長変換を行うため
に、上述のように、非線形光学結晶素子の表面に反射防
止膜を形成し、この面に順進行波が垂直に入射するよう
にする方法が一般的である。
レーザ光発生装置では、高い効率で波長変換を行うため
に、上述のように、非線形光学結晶素子の表面に反射防
止膜を形成し、この面に順進行波が垂直に入射するよう
にする方法が一般的である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
レーザ光発生装置では、光共振器からレーザ光源への戻
り光を抑止するための光アイソレータが不可欠であり、
低価格化を図ることが難しかった。
レーザ光発生装置では、光共振器からレーザ光源への戻
り光を抑止するための光アイソレータが不可欠であり、
低価格化を図ることが難しかった。
【００１６】そこで本発明は、このような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、レーザ光源への戻り光と
なる逆進行波の発生を抑止することにより、光共振器か
らレーザ光源への戻り光を抑え、光アイソレータの必要
性を解消したレーザ光発生装置を提供することを目的と
している。
鑑みて提案されたものであり、レーザ光源への戻り光と
なる逆進行波の発生を抑止することにより、光共振器か
らレーザ光源への戻り光を抑え、光アイソレータの必要
性を解消したレーザ光発生装置を提供することを目的と
している。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに完成された本発明に係るレーザ光発生装置は、レー
ザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光が平面鏡であ
る入力結合鏡を介して入射される、凹面鏡を用いた光共
振器と、レーザ光入射面に反射防止膜が形成され、前記
光共振器内で共振するレーザ光の光軸に対して前記レー
ザ光入射面が斜めとなるように光共振器内に配された非
線形光学結晶素子と、前記光共振器内で、前記非線形光
学結晶素子とフォーカス手段として機能する凹面鏡との
間で且つこの凹面鏡の近傍に配置され、前記非線形光学
結晶素子よって反射された反射光を遮るアパーチャとを
備える。
めに完成された本発明に係るレーザ光発生装置は、レー
ザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光が平面鏡であ
る入力結合鏡を介して入射される、凹面鏡を用いた光共
振器と、レーザ光入射面に反射防止膜が形成され、前記
光共振器内で共振するレーザ光の光軸に対して前記レー
ザ光入射面が斜めとなるように光共振器内に配された非
線形光学結晶素子と、前記光共振器内で、前記非線形光
学結晶素子とフォーカス手段として機能する凹面鏡との
間で且つこの凹面鏡の近傍に配置され、前記非線形光学
結晶素子よって反射された反射光を遮るアパーチャとを
備える。
【００１８】上記レーザ光発生装置では、光共振器内で
共振するレーザ光の位相整合条件への影響が少ない方向
に非線形光学結晶素子を傾けることにより、光共振器内
で共振するレーザ光の光軸に対してレーザ光入射面が斜
めとなるようにすることが好ましい。
共振するレーザ光の位相整合条件への影響が少ない方向
に非線形光学結晶素子を傾けることにより、光共振器内
で共振するレーザ光の光軸に対してレーザ光入射面が斜
めとなるようにすることが好ましい。
【００１９】また、上記レーザ光発生装置では、非線形
光学結晶素子のレーザ光入射面の法線と、光共振器内で
共振するレーザ光の光軸とがなす角度をαとし、アパー
チャの有効角度をβとし、レーザ光の広がり角度をδと
したとき、２α≧（β＋δ）とすることが好ましい。
光学結晶素子のレーザ光入射面の法線と、光共振器内で
共振するレーザ光の光軸とがなす角度をαとし、アパー
チャの有効角度をβとし、レーザ光の広がり角度をδと
したとき、２α≧（β＋δ）とすることが好ましい。
【００２０】
【００２１】また、上記レーザ光発生装置は、非線形光
学結晶素子の傾きを微調整する傾き調整機構を備えてい
ることが好ましい。また、この傾き調整機構は、非線形
光学結晶素子の２方向の傾きを微調整する機構を備えて
いることが好ましい。
学結晶素子の傾きを微調整する傾き調整機構を備えてい
ることが好ましい。また、この傾き調整機構は、非線形
光学結晶素子の２方向の傾きを微調整する機構を備えて
いることが好ましい。
【００２２】以上のような本発明に係るレーザ光発生装
置では、レーザ光入射面が斜めとなるように非線形光学
結晶素子が光共振器内に配されているので、非線形光学
結晶素子のレーザ光入射面によって反射された反射光
は、光共振器内で共振する順進行波の光軸からずれるこ
ととなる。そして、本発明に係るレーザ光発生装置は、
非線形光学結晶素子によって反射された反射光を遮るア
パーチャを備えているので、非線形光学結晶素子からの
反射光は、このアパーチャによって遮られることとな
る。したがって、このレーザ光発生装置では、非線形光
学結晶素子からの反射光によって逆進行波が励起される
ようなことがない。
置では、レーザ光入射面が斜めとなるように非線形光学
結晶素子が光共振器内に配されているので、非線形光学
結晶素子のレーザ光入射面によって反射された反射光
は、光共振器内で共振する順進行波の光軸からずれるこ
ととなる。そして、本発明に係るレーザ光発生装置は、
非線形光学結晶素子によって反射された反射光を遮るア
パーチャを備えているので、非線形光学結晶素子からの
反射光は、このアパーチャによって遮られることとな
る。したがって、このレーザ光発生装置では、非線形光
学結晶素子からの反射光によって逆進行波が励起される
ようなことがない。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更が可能
であることは言うまでもない。
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更が可能
であることは言うまでもない。
【００２４】本実施の形態に係るレーザ光発生装置は、
レーザ光源からのレーザ光を、レーザ光源の外部に配さ
れた光共振器によって強めるとともに、この光共振器内
に配された非線形光学結晶素子によって波長変換するも
のであり、図１に示すように、レーザ光Ｌを出射するレ
ーザ光源１と、レーザ光源１からのレーザ光Ｌを共振さ
せる光共振器２と、光共振器２内に配された非線形光学
結晶素子３と、光共振器２内で非線形光学結晶素子３に
よって反射された光を遮るアパーチャ４とを備えてい
る。
レーザ光源からのレーザ光を、レーザ光源の外部に配さ
れた光共振器によって強めるとともに、この光共振器内
に配された非線形光学結晶素子によって波長変換するも
のであり、図１に示すように、レーザ光Ｌを出射するレ
ーザ光源１と、レーザ光源１からのレーザ光Ｌを共振さ
せる光共振器２と、光共振器２内に配された非線形光学
結晶素子３と、光共振器２内で非線形光学結晶素子３に
よって反射された光を遮るアパーチャ４とを備えてい
る。
【００２５】また、このレーザ光発生装置は、非線形光
学結晶素子３の傾きを微調整する傾き調整機構５も備え
ている。ここで、傾き調整機構５は、後述するように非
線形光学結晶素子３からの反射光Ｒが順進行波ＬＡの光
軸からずれるように非線形光学結晶素子３の傾きを微調
整できるように、且つ、位相整合条件を満たすように非
線形光学結晶素子３の傾きを微調整できるように、非線
形光学結晶素子３の２方向の傾きを微調整する機構を備
えている。
学結晶素子３の傾きを微調整する傾き調整機構５も備え
ている。ここで、傾き調整機構５は、後述するように非
線形光学結晶素子３からの反射光Ｒが順進行波ＬＡの光
軸からずれるように非線形光学結晶素子３の傾きを微調
整できるように、且つ、位相整合条件を満たすように非
線形光学結晶素子３の傾きを微調整できるように、非線
形光学結晶素子３の２方向の傾きを微調整する機構を備
えている。
【００２６】上記レーザ光発生装置において、レーザ光
源１は、光共振器２内で共振する際の基本波レーザ光と
なる所定の波長のレーザ光Ｌを出射するものであり、例
えば、固体レーザであるＮｄ：ＹＡＧレーザによって波
長１０６４ｎｍのレーザ光を出射する。
源１は、光共振器２内で共振する際の基本波レーザ光と
なる所定の波長のレーザ光Ｌを出射するものであり、例
えば、固体レーザであるＮｄ：ＹＡＧレーザによって波
長１０６４ｎｍのレーザ光を出射する。
【００２７】そして、このレーザ光源１からのレーザ光
Ｌを共振させる光共振器２は、いわゆるｂｏｗ−ｔｉｅ
型光共振器であり、平面鏡である第１の反射鏡１１及び
第２の反射鏡１２と、凹面鏡である第３の反射鏡１３及
び第４の反射鏡１４とを備えている。
Ｌを共振させる光共振器２は、いわゆるｂｏｗ−ｔｉｅ
型光共振器であり、平面鏡である第１の反射鏡１１及び
第２の反射鏡１２と、凹面鏡である第３の反射鏡１３及
び第４の反射鏡１４とを備えている。
【００２８】ここで、第１の反射鏡１１は、入力結合鏡
（Input Coupler）と呼ばれる部分透過鏡であり、この
第１の反射鏡１１を介して、レーザ光源１からのレーザ
光Ｌが光共振器２内に入射される。一方、第２乃至第４
の反射鏡１２，１３，１４は、高効率を得るために、高
反射率の反射鏡が使用される。
（Input Coupler）と呼ばれる部分透過鏡であり、この
第１の反射鏡１１を介して、レーザ光源１からのレーザ
光Ｌが光共振器２内に入射される。一方、第２乃至第４
の反射鏡１２，１３，１４は、高効率を得るために、高
反射率の反射鏡が使用される。
【００２９】そして、第１の反射鏡１１を透過して共振
器２内に入射されたレーザ光Ｌは、第２の反射鏡１２、
第３の反射鏡１３、第４の反射鏡１４及び第１の反射鏡
１１によって順次反射されて、光共振器２内において共
振し、これにより、光共振器２内に順進行波ＬＡが励起
される。
器２内に入射されたレーザ光Ｌは、第２の反射鏡１２、
第３の反射鏡１３、第４の反射鏡１４及び第１の反射鏡
１１によって順次反射されて、光共振器２内において共
振し、これにより、光共振器２内に順進行波ＬＡが励起
される。
【００３０】この光共振器２において、第３の反射鏡１
３及び第４の反射鏡１４は、凹面鏡であり、光共振器２
内で共振する順進行波ＬＡのフォーカシングを行うフォ
ーカス手段として機能する。したがって、この光共振器
２は、損失の少ない安定共振器となっており、凹面鏡で
ある第３の反射鏡１３の反射面１３ａの曲率と、凹面鏡
である第４の反射鏡１４の反射面１４ａの曲率と、光共
振器２内の光路長とにより、空間的に定義される共振器
固有モードを有している。
３及び第４の反射鏡１４は、凹面鏡であり、光共振器２
内で共振する順進行波ＬＡのフォーカシングを行うフォ
ーカス手段として機能する。したがって、この光共振器
２は、損失の少ない安定共振器となっており、凹面鏡で
ある第３の反射鏡１３の反射面１３ａの曲率と、凹面鏡
である第４の反射鏡１４の反射面１４ａの曲率と、光共
振器２内の光路長とにより、空間的に定義される共振器
固有モードを有している。
【００３１】そして、この光共振器２内に配される非線
形光学結晶素子３は、非線形波長変換を行うためのもの
であり、第３の反射鏡１３と第４の反射鏡１４との間で
あって、共振器固有モードの焦点近傍に配置される。こ
のように非線形光学結晶素子３を共振器固有モードの焦
点近傍に配置すると、非線形光学結晶素子３による波長
変換時の光密度が高まり、波長変換が非常に効率良く行
われる。
形光学結晶素子３は、非線形波長変換を行うためのもの
であり、第３の反射鏡１３と第４の反射鏡１４との間で
あって、共振器固有モードの焦点近傍に配置される。こ
のように非線形光学結晶素子３を共振器固有モードの焦
点近傍に配置すると、非線形光学結晶素子３による波長
変換時の光密度が高まり、波長変換が非常に効率良く行
われる。
【００３２】ここで、非線形光学結晶素子３は、この非
線形光学結晶素子３によって順進行波ＬＡが反射されな
いように、レーザ光入射面３ａに反射防止膜が形成され
ている。しかし、反射防止膜が形成されていても、若干
の残留反射が残るため、レーザ光入射面３ａによって順
進行波ＬＡの一部が反射されてしまう。そこで、本実施
の形態においては、非線形光学結晶素子３を、光共振器
２内で共振する順進行波ＬＡの光軸に対してレーザ光入
射面３ａが斜めとなるように、光共振器２内に配する。
これにより、非線形光学結晶素子３からの反射光Ｒの光
軸は、非線形光学結晶素子３を透過する透過光、すなわ
ち光共振器２内で共振する順進行波ＬＡの光軸からずれ
ることとなる。
線形光学結晶素子３によって順進行波ＬＡが反射されな
いように、レーザ光入射面３ａに反射防止膜が形成され
ている。しかし、反射防止膜が形成されていても、若干
の残留反射が残るため、レーザ光入射面３ａによって順
進行波ＬＡの一部が反射されてしまう。そこで、本実施
の形態においては、非線形光学結晶素子３を、光共振器
２内で共振する順進行波ＬＡの光軸に対してレーザ光入
射面３ａが斜めとなるように、光共振器２内に配する。
これにより、非線形光学結晶素子３からの反射光Ｒの光
軸は、非線形光学結晶素子３を透過する透過光、すなわ
ち光共振器２内で共振する順進行波ＬＡの光軸からずれ
ることとなる。
【００３３】ところで、このレーザ光発生装置におい
て、非線形光学結晶素子３の傾きが十分に大きければ、
非線形光学結晶素子３のレーザ光入射面３ａからの反射
光Ｒは、図２に示すように、光共振器２の外部へ出るた
め、この反射光Ｒによって逆進行波が励起されるような
ことはなくなる。
て、非線形光学結晶素子３の傾きが十分に大きければ、
非線形光学結晶素子３のレーザ光入射面３ａからの反射
光Ｒは、図２に示すように、光共振器２の外部へ出るた
め、この反射光Ｒによって逆進行波が励起されるような
ことはなくなる。
【００３４】しかし、非線形光学結晶素子３の傾きが小
さいときには、非線形光学結晶素子３からの反射光Ｒに
ついても、光共振器２の内部で閉じた経路が構成されて
しまう。すなわち、この光共振器２は、第３の反射鏡１
３及び第４の反射鏡１４として凹面鏡を用いた安定共振
器であり、しかも、非線形光学結晶素子３が共振器固有
モードの焦点近傍にあるので、非線形光学結晶素子３が
少々の傾きを持っていたとしても、非線形光学結晶素子
３からの反射光Ｒは、ほぼ同じ位置に戻ってくることと
なる。したがって、非線形光学結晶素子３を多少傾けた
だけでは、反射光Ｒの光軸が順進行波ＬＡの光軸からず
れていたとしても、反射光Ｒが閉じた経路内で共振して
しまい逆進行波が励起されてしまう。
さいときには、非線形光学結晶素子３からの反射光Ｒに
ついても、光共振器２の内部で閉じた経路が構成されて
しまう。すなわち、この光共振器２は、第３の反射鏡１
３及び第４の反射鏡１４として凹面鏡を用いた安定共振
器であり、しかも、非線形光学結晶素子３が共振器固有
モードの焦点近傍にあるので、非線形光学結晶素子３が
少々の傾きを持っていたとしても、非線形光学結晶素子
３からの反射光Ｒは、ほぼ同じ位置に戻ってくることと
なる。したがって、非線形光学結晶素子３を多少傾けた
だけでは、反射光Ｒの光軸が順進行波ＬＡの光軸からず
れていたとしても、反射光Ｒが閉じた経路内で共振して
しまい逆進行波が励起されてしまう。
【００３５】そこで、本実施の形態では、図１に示した
ように、非線形光学結晶素子３によって反射された光を
遮るように、光共振器２の内部にアパーチャ４を配して
いる。このアパーチャ４は、順進行波ＬＡを透過し、順
進行波ＬＡの光軸からずれた光、すなわち非線形光学結
晶素子３からの反射光Ｒを遮るものであり、例えば、順
進行波ＬＡの光軸を中心とした円形の開口部を有してい
る。このアパーチャ４により、順進行波ＬＡに大きな影
響を与えることなく、反射光Ｒだけが選択的に遮られ、
逆進行波の励起が防止される。
ように、非線形光学結晶素子３によって反射された光を
遮るように、光共振器２の内部にアパーチャ４を配して
いる。このアパーチャ４は、順進行波ＬＡを透過し、順
進行波ＬＡの光軸からずれた光、すなわち非線形光学結
晶素子３からの反射光Ｒを遮るものであり、例えば、順
進行波ＬＡの光軸を中心とした円形の開口部を有してい
る。このアパーチャ４により、順進行波ＬＡに大きな影
響を与えることなく、反射光Ｒだけが選択的に遮られ、
逆進行波の励起が防止される。
【００３６】なお、本発明において、光共振器は、上述
のような４枚の反射鏡からなるものに限定されるもので
はなく、一般に光共振器として使用されているものが広
く使用可能であることは言うまでもない。
のような４枚の反射鏡からなるものに限定されるもので
はなく、一般に光共振器として使用されているものが広
く使用可能であることは言うまでもない。
【００３７】ところで、以上のようなレーザ光発生装置
では、アパーチャ４を配する位置によって効率が大きく
変化する。そこで、以下、アパーチャ４を配する位置に
ついて説明する。
では、アパーチャ４を配する位置によって効率が大きく
変化する。そこで、以下、アパーチャ４を配する位置に
ついて説明する。
【００３８】上記レーザ光発生装置では、アパーチャ４
によって反射光Ｒを遮り、反射光Ｒが光共振器２の内部
で閉じた経路を構成しないようにすることにより、逆進
行波の励起を抑止している。しかし、この光共振器２
は、凹面鏡を用いた安定共振器であるので、非線形光学
結晶素子３を傾けていても、非線形光学結晶素子３から
の反射光Ｒは、共振器固有モードの焦点近傍において、
順進行波ＬＡの光軸に近づくこととなる。したがって、
アパーチャ４を挿入する位置によっては、アパーチャ４
による遮光部分が順進行波ＬＡの光軸に近づいてしま
う。
によって反射光Ｒを遮り、反射光Ｒが光共振器２の内部
で閉じた経路を構成しないようにすることにより、逆進
行波の励起を抑止している。しかし、この光共振器２
は、凹面鏡を用いた安定共振器であるので、非線形光学
結晶素子３を傾けていても、非線形光学結晶素子３から
の反射光Ｒは、共振器固有モードの焦点近傍において、
順進行波ＬＡの光軸に近づくこととなる。したがって、
アパーチャ４を挿入する位置によっては、アパーチャ４
による遮光部分が順進行波ＬＡの光軸に近づいてしま
う。
【００３９】そして、アパーチャ４による遮光部分を順
進行波ＬＡの光軸に近づくと、低損失とすべき順進行波
ＬＡの一部までもがアパーチャ４によって遮光されるた
め、損失が増大してしまう。具体的には、凹面鏡やレン
ズ等を備えた安定共振器の固有モードにおいて、その順
進行波は、光軸に対して垂直方向にガウス分布状の広が
りをもっており、このガウスビームのスポットサイズの
１．５倍の径を有するアパーチャを用いたとき、約１％
の損失が生じてしまう。したがって、アパーチャ４は、
反射光Ｒが、順進行波ＬＡの光軸からもっとも離れた位
置に配することが好ましい。
進行波ＬＡの光軸に近づくと、低損失とすべき順進行波
ＬＡの一部までもがアパーチャ４によって遮光されるた
め、損失が増大してしまう。具体的には、凹面鏡やレン
ズ等を備えた安定共振器の固有モードにおいて、その順
進行波は、光軸に対して垂直方向にガウス分布状の広が
りをもっており、このガウスビームのスポットサイズの
１．５倍の径を有するアパーチャを用いたとき、約１％
の損失が生じてしまう。したがって、アパーチャ４は、
反射光Ｒが、順進行波ＬＡの光軸からもっとも離れた位
置に配することが好ましい。
【００４０】ところで、上記光共振器２において、非線
形光学結晶素子３のレーザ光入射面３ａの法線と、光共
振器２内で共振する順進行波ＬＡの光軸とがなす角度を
αとしたとき、レーザ光入射面３ａからの反射光Ｒは、
順進行波ＬＡの光軸に対して２αなる角度をもって伝搬
し、第３の反射鏡１３に達する。ここで、第３の反射鏡
１３は、その表面が凹面状に加工されたフォーカシング
素子であり、光共振器２内の一方の焦点近傍からの光を
もう一方の焦点近傍に集光する。したがって、反射光Ｒ
は、フォーカシング素子である第３の反射鏡１３に反射
された後、再び、順進行波ＬＡの光軸に接近することと
なる。このことから、反射光Ｒと順進行波ＬＡの光軸と
は、フォーカシング素子である第３の反射鏡１３上にお
いて、最もその距離が大きくなる。
形光学結晶素子３のレーザ光入射面３ａの法線と、光共
振器２内で共振する順進行波ＬＡの光軸とがなす角度を
αとしたとき、レーザ光入射面３ａからの反射光Ｒは、
順進行波ＬＡの光軸に対して２αなる角度をもって伝搬
し、第３の反射鏡１３に達する。ここで、第３の反射鏡
１３は、その表面が凹面状に加工されたフォーカシング
素子であり、光共振器２内の一方の焦点近傍からの光を
もう一方の焦点近傍に集光する。したがって、反射光Ｒ
は、フォーカシング素子である第３の反射鏡１３に反射
された後、再び、順進行波ＬＡの光軸に接近することと
なる。このことから、反射光Ｒと順進行波ＬＡの光軸と
は、フォーカシング素子である第３の反射鏡１３上にお
いて、最もその距離が大きくなる。
【００４１】したがって、順進行波ＬＡの損失を最小限
に抑えて、効果的に逆進行波を抑止するため、アパーチ
ャ４は、光共振器２内で共振するレーザ光のフォーカシ
ングを行うフォーカス手段として機能する第３の反射鏡
１３の近傍に配される。
に抑えて、効果的に逆進行波を抑止するため、アパーチ
ャ４は、光共振器２内で共振するレーザ光のフォーカシ
ングを行うフォーカス手段として機能する第３の反射鏡
１３の近傍に配される。
【００４２】なお、以上のようなアパーチャを配する位
置についての議論は、光共振器２が安定共振器であり、
非線形光学結晶素子３のレーザ光入射面３ａが共振器固
有モードの焦点近傍に配置されている場合に、広く適用
できることは言うまでもない。
置についての議論は、光共振器２が安定共振器であり、
非線形光学結晶素子３のレーザ光入射面３ａが共振器固
有モードの焦点近傍に配置されている場合に、広く適用
できることは言うまでもない。
【００４３】つぎに、以上のようなレーザ光発生装置に
おいて、アパーチャ４の開口部と、非線形光学結晶素子
３の傾きとの関係について説明する。
おいて、アパーチャ４の開口部と、非線形光学結晶素子
３の傾きとの関係について説明する。
【００４４】光共振器２内で共振する順進行波ＬＡは、
有限の空間的広がりをもっている。したがって、アパー
チャ４の開口部は、順進行波ＬＡの損失を低減するため
に、順進行波ＬＡの空間的広がりよりも大きいことが好
ましい。
有限の空間的広がりをもっている。したがって、アパー
チャ４の開口部は、順進行波ＬＡの損失を低減するため
に、順進行波ＬＡの空間的広がりよりも大きいことが好
ましい。
【００４５】一方、光共振器２内にアパーチャ４を挿入
して反射光Ｒを遮るためには、アパーチャ４の開口部の
半径が、反射光Ｒと順進行波ＬＡとの距離程度以下でな
ければならない。また、反射光Ｒも順進行波ＬＡと同様
に有限の空間的広がりをもっているため、アパーチャ４
は、反射光Ｒの広がりも含めて遮光する必要がある。
して反射光Ｒを遮るためには、アパーチャ４の開口部の
半径が、反射光Ｒと順進行波ＬＡとの距離程度以下でな
ければならない。また、反射光Ｒも順進行波ＬＡと同様
に有限の空間的広がりをもっているため、アパーチャ４
は、反射光Ｒの広がりも含めて遮光する必要がある。
【００４６】したがって、図３に示すように、非線形光
学結晶素子３の傾き角、すなわち非線形光学結晶素子３
のレーザ光入射面３ａの法線と、光共振器２内で共振す
る順進行波ＬＡの光軸とがなす角度をαとし、アパーチ
ャ４の有効角度、すなわちレーザ光入射面３ａからみた
アパーチャ４のエッジの投影角度をβとし、レーザ光入
射面３ａからの反射光Ｒの広がり角度をδとしたとき
に、２α≧（β＋δ）となるように、アパーチャ４の開
口部を設定するとともに、非線形光学結晶素子３を傾け
ることが好ましい。
学結晶素子３の傾き角、すなわち非線形光学結晶素子３
のレーザ光入射面３ａの法線と、光共振器２内で共振す
る順進行波ＬＡの光軸とがなす角度をαとし、アパーチ
ャ４の有効角度、すなわちレーザ光入射面３ａからみた
アパーチャ４のエッジの投影角度をβとし、レーザ光入
射面３ａからの反射光Ｒの広がり角度をδとしたとき
に、２α≧（β＋δ）となるように、アパーチャ４の開
口部を設定するとともに、非線形光学結晶素子３を傾け
ることが好ましい。
【００４７】なお、このアパーチャ４は、一般にアパー
チャとして使用されている光学部材に限られるものでは
なく、順進行波ＬＡからずれた方向に進む反射光Ｒを遮
るものであればどのようなものでも使用可能である。す
なわち、アパーチャは円形の開口部を有する通常のアパ
ーチャでなくてもよく、例えば、レーザ光入射面からの
反射光を遮るように光共振器内に何らかの構造体を配置
して、これをアパーチャとすることも可能である。
チャとして使用されている光学部材に限られるものでは
なく、順進行波ＬＡからずれた方向に進む反射光Ｒを遮
るものであればどのようなものでも使用可能である。す
なわち、アパーチャは円形の開口部を有する通常のアパ
ーチャでなくてもよく、例えば、レーザ光入射面からの
反射光を遮るように光共振器内に何らかの構造体を配置
して、これをアパーチャとすることも可能である。
【００４８】つぎに、以上のようなレーザ光発生装置に
おいて、非線形光学結晶素子３を傾ける方向について説
明する。
おいて、非線形光学結晶素子３を傾ける方向について説
明する。
【００４９】上述したように、非線形光学結晶素子３を
傾けることによって、逆進行波の発生を抑止することが
できる。しかし、非線形光学結晶素子３は、結晶の複屈
折を利用して位相整合を行うため、非線形光学結晶素子
３を常に任意の方向に傾けることができるとは限らな
い。すなわち、非線形光学結晶素子３を傾けることは、
位相整合条件を変えることとなり、通常、非線形光学結
晶素子３を大きな角度をもって傾けることは困難であ
る。そして、この位相整合条件に対する結晶の傾きは、
物質によっては非常に許容範囲が狭く、例えば、長さ５
ｍｍ程度のβホウ酸バリウム結晶（以下、ＢＢＯ結晶と
呼ぶ。）を用いて波長２６６ｎｍの深紫外光や３５５ｎ
ｍの紫外光を発生させるとき、この傾きの許容範囲は、
結晶を傾ける方向によっては０．０１度程度と非常に狭
い範囲となる。
傾けることによって、逆進行波の発生を抑止することが
できる。しかし、非線形光学結晶素子３は、結晶の複屈
折を利用して位相整合を行うため、非線形光学結晶素子
３を常に任意の方向に傾けることができるとは限らな
い。すなわち、非線形光学結晶素子３を傾けることは、
位相整合条件を変えることとなり、通常、非線形光学結
晶素子３を大きな角度をもって傾けることは困難であ
る。そして、この位相整合条件に対する結晶の傾きは、
物質によっては非常に許容範囲が狭く、例えば、長さ５
ｍｍ程度のβホウ酸バリウム結晶（以下、ＢＢＯ結晶と
呼ぶ。）を用いて波長２６６ｎｍの深紫外光や３５５ｎ
ｍの紫外光を発生させるとき、この傾きの許容範囲は、
結晶を傾ける方向によっては０．０１度程度と非常に狭
い範囲となる。
【００５０】しかし、ＢＢＯ結晶のような一軸性結晶の
場合には、位相整合条件はＺ軸からの偏角によって特定
されるものであり、Ｘ−Ｙ面内での角度には依存しな
い。そこで、光共振器２内で共振する順進行波ＬＡの光
軸に対してレーザ光入射面３ａが斜めとなるように非線
形光学結晶素子３を傾けるときには、光共振器２内で共
振する順進行波ＬＡの位相整合条件への影響が少ない方
向に傾けることが好ましい。すなわち、例えば、非線形
光学結晶素子３にＢＢＯ結晶のような一軸性結晶を使用
するときには、位相整合条件に影響が少ない方向である
Ｘ−Ｙ面内方向に傾けることが好ましい。
場合には、位相整合条件はＺ軸からの偏角によって特定
されるものであり、Ｘ−Ｙ面内での角度には依存しな
い。そこで、光共振器２内で共振する順進行波ＬＡの光
軸に対してレーザ光入射面３ａが斜めとなるように非線
形光学結晶素子３を傾けるときには、光共振器２内で共
振する順進行波ＬＡの位相整合条件への影響が少ない方
向に傾けることが好ましい。すなわち、例えば、非線形
光学結晶素子３にＢＢＯ結晶のような一軸性結晶を使用
するときには、位相整合条件に影響が少ない方向である
Ｘ−Ｙ面内方向に傾けることが好ましい。
【００５１】つぎに、以上のようなレーザ光発生装置を
用いて、実際にレーザ光を発生させた実験結果について
説明する。
用いて、実際にレーザ光を発生させた実験結果について
説明する。
【００５２】ここでは、本発明を適用したレーザ光発生
装置と同等な効果を有する装置として、第３の反射鏡１
３の有効径を半径約３．５ｍｍに規定し、この第３の反
射鏡１３が半径約３．５ｍｍのアパーチャとして機能す
るようにした装置を用いた。そして、非線形光学結晶素
子３として、レーザ光入射面３ａに反射防止膜が形成さ
れたＢＢＯ結晶を使用し、この非線形光学結晶素子３
を、反射防止膜が形成されたレーザ光入射面３ａと、第
３の反射鏡１３との距離が約２５ｍｍとなるように配置
した。このとき、第３の反射鏡１３によるアパーチャの
有効角βは３．５ｍｍ／２５ｍｍ＝約１４０ｍｒａｄ、
すなわち約８度である。
装置と同等な効果を有する装置として、第３の反射鏡１
３の有効径を半径約３．５ｍｍに規定し、この第３の反
射鏡１３が半径約３．５ｍｍのアパーチャとして機能す
るようにした装置を用いた。そして、非線形光学結晶素
子３として、レーザ光入射面３ａに反射防止膜が形成さ
れたＢＢＯ結晶を使用し、この非線形光学結晶素子３
を、反射防止膜が形成されたレーザ光入射面３ａと、第
３の反射鏡１３との距離が約２５ｍｍとなるように配置
した。このとき、第３の反射鏡１３によるアパーチャの
有効角βは３．５ｍｍ／２５ｍｍ＝約１４０ｍｒａｄ、
すなわち約８度である。
【００５３】また、レーザ光源１からの基本波レーザ光
には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザによる波長１０６４ｎｍのレ
ーザ光を使用した。このとき、光共振器２の共振器固有
モードは、約３１μｍの焦点スポットサイズを持ってお
り、その広がり角度δは、約１０ｍｒａｄ、すなわち約
０．６３度である。
には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザによる波長１０６４ｎｍのレ
ーザ光を使用した。このとき、光共振器２の共振器固有
モードは、約３１μｍの焦点スポットサイズを持ってお
り、その広がり角度δは、約１０ｍｒａｄ、すなわち約
０．６３度である。
【００５４】このようなレーザ光発生装置で、先ず、非
線形光学結晶素子３を光軸に対してほぼ垂直に固定した
上で、レーザ光源からのレーザ光Ｌの周波数を光共振器
２の共振周波数近傍で変化させてレーザ周波数同期を試
みた。このとき、光共振器２からの漏れ光をフォトディ
テクタで検出することによって、光共振器２の内部の光
強度をモニタしたところ、レーザ光Ｌの周波数が共振周
波数と一致したときに共振器固有モードが立ち上がり始
めるが、同時に、その強度にノイズが生じ始めることが
確認された。そこで、周波数制御回路を閉じて、この共
振に同期することを試みたが、レーザ発振自体が安定に
ならず、安定な同期は得られなかった。
線形光学結晶素子３を光軸に対してほぼ垂直に固定した
上で、レーザ光源からのレーザ光Ｌの周波数を光共振器
２の共振周波数近傍で変化させてレーザ周波数同期を試
みた。このとき、光共振器２からの漏れ光をフォトディ
テクタで検出することによって、光共振器２の内部の光
強度をモニタしたところ、レーザ光Ｌの周波数が共振周
波数と一致したときに共振器固有モードが立ち上がり始
めるが、同時に、その強度にノイズが生じ始めることが
確認された。そこで、周波数制御回路を閉じて、この共
振に同期することを試みたが、レーザ発振自体が安定に
ならず、安定な同期は得られなかった。
【００５５】そこで、次に、傾き調整機構５を用いて非
線形光学結晶素子３を位相整合条件への影響が少ない方
向であるＸ−Ｙ面内方向に傾けたところ、ノイズの減少
がみられた。そして、非線形光学結晶素子３の傾き角が
（８度＋０．６３度）／２＝約４．３２度以上となり、
第３の反射鏡１３の有効径の外側に反射光が当たって見
えるようになるまで、すなわち、反射光Ｒが完全に遮ら
れるようになるまで、非線形光学結晶素子３を傾けたと
ころ、レーザ発振が安定となり、周波数同期も安定にか
けることができた。このとき、非線形光学結晶素子３を
傾けた方向は、位相整合に対して影響のない方向であ
り、非線形光学結晶素子３を傾けても波長変換効率に顕
著な変化は見られなかった。
線形光学結晶素子３を位相整合条件への影響が少ない方
向であるＸ−Ｙ面内方向に傾けたところ、ノイズの減少
がみられた。そして、非線形光学結晶素子３の傾き角が
（８度＋０．６３度）／２＝約４．３２度以上となり、
第３の反射鏡１３の有効径の外側に反射光が当たって見
えるようになるまで、すなわち、反射光Ｒが完全に遮ら
れるようになるまで、非線形光学結晶素子３を傾けたと
ころ、レーザ発振が安定となり、周波数同期も安定にか
けることができた。このとき、非線形光学結晶素子３を
傾けた方向は、位相整合に対して影響のない方向であ
り、非線形光学結晶素子３を傾けても波長変換効率に顕
著な変化は見られなかった。
【００５６】以上の実験結果から、非線形光学結晶素子
３を傾けることにより、レーザ光源１への戻り光が非常
に効率良く防止され、レーザ発振が非常に安定になるこ
とが確認された。また、非線形光学結晶素子３を傾ける
方向が位相整合に関係のない方向であれば、非線形光学
結晶素子３の傾きは、波長変換効率に対して殆ど影響が
無いことが確認された。
３を傾けることにより、レーザ光源１への戻り光が非常
に効率良く防止され、レーザ発振が非常に安定になるこ
とが確認された。また、非線形光学結晶素子３を傾ける
方向が位相整合に関係のない方向であれば、非線形光学
結晶素子３の傾きは、波長変換効率に対して殆ど影響が
無いことが確認された。
【００５７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るレーザ光発生装置では、非線形光学結晶素子から
の反射光はアパーチャによって遮られるので、非線形光
学結晶素子からの反射光によって逆進行波が励起される
ようなことがない。したがって、本発明に係るレーザ光
発生装置では、光共振器からレーザ光源への戻り光が抑
止され、光アイソレータ等を使用することなく、安定に
レーザ光を発振することが可能となる。また、アパーチ
ャを光共振器内で非線形光学結晶素子とフォーカス手段
として機能する凹面鏡との間で且つこの凹面鏡の近傍に
配置することで、順進行波の損失を最小限に抑えて、効
果的に逆進行波を抑止することができる。
に係るレーザ光発生装置では、非線形光学結晶素子から
の反射光はアパーチャによって遮られるので、非線形光
学結晶素子からの反射光によって逆進行波が励起される
ようなことがない。したがって、本発明に係るレーザ光
発生装置では、光共振器からレーザ光源への戻り光が抑
止され、光アイソレータ等を使用することなく、安定に
レーザ光を発振することが可能となる。また、アパーチ
ャを光共振器内で非線形光学結晶素子とフォーカス手段
として機能する凹面鏡との間で且つこの凹面鏡の近傍に
配置することで、順進行波の損失を最小限に抑えて、効
果的に逆進行波を抑止することができる。
【図１】本発明を適用したレーザ光発生装置の一構成例
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図２】非線形光学結晶素子を大きく傾けた状態を示す
模式図である。
模式図である。
【図３】アパーチャの開口部と非線形光学結晶素子の傾
きとの関係を示す模式図である。
きとの関係を示す模式図である。
【図４】リング型光共振器の一構成例を示す模式図であ
る。
る。
【図５】従来のレーザ光発生装置の一構成例を示す模式
図である。
図である。
１ レーザ光源
２ 光共振器
３ 非線形光学結晶素子
４ アパーチャ
５ 傾き調整機構
１１ 第１の反射鏡
１２ 第２の反射鏡
１３ 第３の反射鏡
１４ 第４の反射鏡
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光が平面鏡である入力結合
鏡を介して入射される、凹面鏡を用いた 光共振器と、 レーザ光入射面に反射防止膜が形成され、前記光共振器
内で共振するレーザ光の光軸に対して前記レーザ光入射
面が斜めとなるように光共振器内に配された非線形光学
結晶素子と、 前記光共振器内で、前記非線形光学結晶素子とフォーカ
ス手段として機能する凹面鏡との間で且つこの凹面鏡の
近傍に配置され、前記非線形光学結晶素子よって反射さ
れた反射光を遮るアパーチャと、 を備えることを特徴とするレーザ光発生装置。 - 【請求項２】 前記非線形光学結晶素子を光共振器内で
共振するレーザ光の位相整合条件への影響が少ない方向
に傾けることにより、光共振器内で共振するレーザ光の
光軸に対してレーザ光入射面が斜めとなるようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載のレーザ光発生装置。 - 【請求項３】 前記非線形光学結晶素子のレーザ光入射
面の法線と、光共振器内で共振するレーザ光の光軸とが
なす角度をαとし、前記アパーチャの有効角度をβと
し、レーザ光の広がり角度をδとしたとき、２α≧（β
＋δ）であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光
発生装置。 - 【請求項４】 前記非線形光学結晶素子の傾きを微調整
する傾き調整機構を備えていることを特徴とする請求項
１記載のレーザ光発生装置。 - 【請求項５】 前記傾き調整機構が、非線形光学結晶素
子の２方向の傾きを微調整する機構を備えていることを
特徴とする請求項４記載のレーザ光発生装置。
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