JP5690146B2 - 波長変換素子および波長変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る波長変換装置の第1実施形態の構成を示す図である。図1に示されるように、本実施形態の波長変換装置1Aは、レーザ光源10及び波長変換素子20Aを備えている。
例えば、波長1030nmの光に対するMgF2の屈折率は1.37である。したがって、位相整合レンズの非球面レンズがMgF2から成る場合、空気と非球面レンズとの境界面における反射率は2.4%となる。このことから、非球面レンズと非線形光学結晶との間に空気が介在すると、レーザ光が非球面レンズから空気中へ出射する際にレーザ光の光量が出射前の97.6%にまで減衰することとなる。これに対し、式(1)から明らかなように、屈折率の異なる二つの媒質の屈折率差が小さいほど、これらの媒質同士の境界面での反射率は小さくなる。本実施形態では、非球面レンズ23と非線形光学結晶板24とが接合されており、非球面レンズ23と非線形光学結晶板24との屈折率差は、これらと空気との屈折率差より小さい。したがって、非球面レンズ23の光出射面23bおよび非線形光学結晶板24の光入射面24aにおける反射率を効果的に低減することができる。一例として、MgF2からなる非球面レンズ23にLBO(屈折率1.59)からなる非線形光学結晶板24を接合した場合、境界面における反射率が0.5%となり、光量の減衰率を99.5%にまで緩和させることが可能となる。或いは、これらの材料からなる非球面レンズ23及び非線形光学結晶板24を接着剤(例えばNORLAND社製接着剤、NBA107、屈折率1.51)により接着した場合、非球面レンズ23と接着剤との界面における反射率は0.2%となり、また接着剤と非線形光学結晶板24との界面における反射率は0.07%となる。したがって、光量の減推率を99.7%にまで緩和させることが可能となる。
図3は、一実施例としてYb:KGWレーザ(中心波長1028nm、パルス幅約300fs、繰り返し25kHz、平均強度3.93W)の出力光(第1のレーザ光L1)の強度分布を実測した結果を示すグラフと、第1のレーザ光L1を撮像して得られた画像である。図3に示されるように、Yb:KGWレーザから出力された第1のレーザ光L1は、図中の光軸線Aから周辺部へ向けて光強度が低下する、ガウス分布状といった光強度分布を有することがわかる。なお、この第1のレーザ光L1のビーム径(光強度が最大強度の1/e2となる2点間の距離)は、約2.9mmであった。
図8は、本発明の第2実施形態に係る波長変換装置1Bの構成を示す図である。図8に示されるように、本実施形態の波長変換装置1Bは、レーザ光源10及び波長変換素子20Bを備えている。なお、レーザ光源10の構成は第1実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。
Claims (3)
- 光軸線から周辺部へ向けて光強度が低下する光強度分布を有する第1のレーザ光を、該第1のレーザ光の前記光強度分布と比較して平坦化された光強度分布を有する第2のレーザ光に変換する光強度変換用レンズと、
前記光強度変換用レンズと光学的に結合された光入射面を有し、該光入射面に受けた前記第2のレーザ光の位相を整える位相整合レンズとを備え、
前記位相整合レンズが非線形光学結晶から成り、前記位相整合レンズが、前記第2のレーザ光の高調波である第3のレーザ光を光出射面から出射することを特徴とする、波長変換素子。 - 前記位相整合レンズの前記光出射面側の部分が前記非線形光学結晶によって構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の波長変換素子。
- 前記第1のレーザ光を発生する光源と、
請求項1または2に記載された波長変換素子とを備えることを特徴とする、波長変換装置。
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