JP6866710B2 - 波長変換素子およびレーザ照射装置 - Google Patents
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Description
・LTは、260nm以下の波長のレーザに対し、レーザ透過時の吸収量が多く、また、レーザを照射した際の損傷が激しい。
・LN、LBOは、レーザを照射した際の損傷が激しく、また、300nm以下の波長への変換が困難である。
・KTPは、300nm以下の波長への変換が困難である。
・CLBO、LBOは、潮解性を有するため、湿度対策が必要となる。
・その他の非線形結晶材料の多くも、レーザに対する損傷に弱い、潮解性を有する、変換できる波長域に制限がある(波長の透過域が狭い)等の問題を有している。
・レーザ耐性が高い(損傷しにくい)、
・潮解性が無い、
・短波長の透過域が広い、
・熱耐久性が高い、
・安価、メンテナンスフリー、小型化が容易、
といった多くのメリットを有している。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、非線形結晶として水晶を用いた波長変換素子10−1の平面図である。図2は、図1に示す波長変換素子10−1のA−A断面図である。
実施の形態1で示した波長変換素子10−1のように、複数の水晶板11を金属拡散層12によって貼り合わせ、かつ、金属拡散層12の存在しない開口領域を設ける構造では、この開口領域において、貼り合わされる水晶板11の間にギャップ空間が形成される。このギャップ空間内の媒質(ギャップ内媒質)と水晶板11との屈折率が異なる場合、ギャップ内媒質と水晶板11との界面で反射が生じ、この反射によって透過レーザにおけるエネルギ損失が生じる可能性がある。
実施の形態1における波長変換素子10−1は、各水晶板11に対してレーザ光を1回だけ透過させる構成であるため、実用レベルの変換効率を得るには水晶板11の積層数が極めて多く必要とされる。これに対し、水晶板11の積層数を抑制しながら波長変換素子の変換効率を増大させる手法として、多重反射構造を用いることが考えられる。
本実施の形態4では、本発明が適用されたレーザ照射装置について図7,図8を参照して説明する。
11 水晶板
12 金属拡散層
12A,12B 金属パターン
13 反射膜
14 透過・反射膜
50−1,50−2 レーザ照射装置
51 レーザ光源
52 集光レンズ
L1 基準波(基準レーザ光)
L2 第2高調波(変換レーザ光)
Claims (7)
- 非線形光学特性を有する結晶による分極反転構造が形成されてなる疑似位相整合を有する波長変換素子であって、
前記結晶には水晶が用いられ、両主面が互いに平行である平板状の複数の水晶板を金属拡散層で貼り合わせ、かつ、当該波長変換素子の光入射面が、最も外側に貼られた水晶板の主面となる構造とされており、
前記金属拡散層は、前記水晶板の貼り合わせ面の一部の領域に形成されており、前記水晶板の貼り合わせ面には前記金属拡散層の存在しない開口領域が設けられており、
前記複数の水晶板は、貼り合わされる全ての水晶板の重心に対する近似直線が、該波長変換素子の光入射面に対してレーザ光がブリュースター角で入射された場合の屈折光の光路と平行となるように貼り合わされていることを特徴とする波長変換素子。 - 非線形光学特性を有する結晶による分極反転構造が形成されてなる疑似位相整合を有する波長変換素子であって、
前記結晶には水晶が用いられ、複数の水晶板を金属拡散層で貼り合わせた構造とされており、
前記金属拡散層は、前記水晶板の貼り合わせ面の一部の領域に形成されており、前記水晶板の貼り合わせ面には前記金属拡散層の存在しない開口領域が設けられており、
前記金属拡散層はAuまたはPtを含み、前記金属拡散層の厚みは、80nm〜1000nmの範囲であることを特徴とする波長変換素子。 - 請求項1または2に記載の波長変換素子であって、
前記金属拡散層は、前記水晶板の貼り合わせ面の外周部のみに形成されていることを特徴とする波長変換素子。 - 請求項1から3の何れか一項に記載の波長変換素子であって、
前記金属拡散層は、前記水晶板の貼り合わせ面の外周部の少なくとも一部を開口するように形成され、貼り合わされる水晶板間に周囲を前記金属拡散層により囲まれた密封空間を形成しないことを特徴とする波長変換素子。 - 請求項1に記載の波長変換素子であって、
複数枚の水晶板を貼り合わせてなる積層ブロックを複数有しており、さらにこれら複数の積層ブロックを貼り合わせてなる構造であり、
各積層ブロックにおける水晶板は、貼り合わされる全ての水晶板が光入射面の法線方向においてずれなく貼り合わされていることを特徴とする波長変換素子。 - レーザ光源と波長変換素子とを有し、前記レーザ光源から発射される基準レーザ光を前記波長変換素子に透過させ、該透過によって波長変換された変換レーザ光を外部に照射するレーザ照射装置であって、
前記波長変換素子は、前記請求項1から5のいずれか一項に記載された波長変換素子であることを特徴とするレーザ照射装置。 - 請求項6に記載のレーザ照射装置であって、
前記レーザ光源は、前記波長変換素子の光入射面に対して前記基準レーザ光をブリュースター角で入射させることを特徴とするレーザ照射装置。
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