JP7266089B2 - 波長分離のための複屈折プリズム - Google Patents
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Description
紫外線(UV)波長放射を提供するためのデバイスにおいて、光学的非線形結晶内での可視波長放射の高調波変換によって紫外線波長放射を生成することが一般的である。典型的に、可視波長放射は、近赤外線(NIR)波長放射の第2高調波変換によって生成され、近赤外線波長放射は、光ポンプ式半導体(OPS)レーザ等のソリッドステートレーザで生成される。
一側面において、基本波長を有する放射を、第2高調波波長を有する放射に変換するための光学装置は、基本放射が循環する光共振器を備える。光学的非線形結晶は、光共振器内に位置付けられ、循環する基本放射を第2高調波放射に変換するように配置される。基本放射および第2高調波放射は、相互に直交する直線偏光を有する。コーティングされて
いない複屈折プリズムは、光共振器内に位置付けられ、光学的非線形結晶から同軸上で伝播する基本放射および第2高調波放射を受信するように配置される。基本放射および第2高調波放射は、基本放射についての略外部ブリュースター角でプリズムの第1の面に入射する。プリズムを通って透過される基本放射は、基本放射についての略内部ブリュースター角でプリズムの第2の面に入射する。プリズムは、さらに、第2高調波放射の一部が、プリズムの第1の面を通ってプリズムに入り、プリズムの第2の面によって全内反射され、第2高調波放射についての略内部ブリュースター角でプリズムの第3の面に入射し、第3の面を通ってプリズムを出るように配置される。基本放射は、プリズム内の異常光線であり、第2高調波放射は、プリズム内の常光線である。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
基本波長を有する放射を、第2高調波波長を有する放射に変換するための光学装置であって、前記装置は、
前記基本放射が循環する光共振器と、
前記光共振器内に位置付けられ、循環する基本放射を第2高調波放射に変換するように配置される光学的非線形結晶であって、前記基本放射および第2高調波放射は、相互に直交する直線偏光を有する、光学的非線形結晶と、
前記光共振器内に位置付けられ、前記光学的非線形結晶から同軸上で伝播する前記基本放射および第2高調波放射を受信するように配置されるコーティングされていない複屈折プリズムであって、前記基本放射および第2高調波放射は、前記基本放射についての略外部ブリュースター角で前記プリズムの第1の面に入射し、前記基本放射は、前記プリズムを通って透過され、かつ前記基本放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第2の面に入射し、前記基本放射は、前記第2の面を通って前記プリズムを出る、コーティングされていない複屈折プリズムと
を備え、前記プリズムは、さらに、前記第2高調波放射の一部が、前記プリズムの前記第1の面を通って前記プリズムに入り、前記プリズムの前記第2の面によって全内反射され、前記第2高調波放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第3の面に入射し、前記第3の面を通って前記プリズムを出るように配置され、
前記基本放射は、前記プリズム内の異常光線であり、前記第2高調波放射は、前記プリズム内の常光線である、装置。
(項目2)
前記光共振器は、一方向性リング共振器である、項目1に記載の装置。
(項目3)
前記光共振器は、前記基本放射のための増強共振器として構成される、項目1に記載の装置。
(項目4)
前記プリズムの前記第1の面および前記第2の面は、前記プリズムの第1の結晶軸に平行であり、前記プリズムの前記第3の面は、前記第1の結晶軸に平行ではない、項目1~3のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目5)
前記プリズムは、負の一軸性複屈折材料で作製され、前記基本放射は、前記プリズムの第2の結晶軸に平行に前記プリズム内を伝播し、前記負の一軸性複屈折材料の光軸は、前記プリズムの第3の結晶軸である、項目4に記載の装置。
(項目6)
前記プリズムは、正の一軸性複屈折材料で作製され、前記第1の結晶軸は、前記正の一軸性複屈折材料の光軸である、項目4に記載の装置。
(項目7)
前記コーティングされていない複屈折プリズムは、β-ホウ酸バリウム(BBO)で作製されたプリズムである、項目1~6のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目8)
前記基本放射は、426ナノメートルの波長を有し、前記第2高調波放射は、213ナノメートルの波長を有する、項目1~7に記載の装置。
(項目9)
前記コーティングされていない複屈折プリズムは、β-ホウ酸バリウム(BBO)で作製されたプリズムである、項目8に記載の装置。
(項目10)
前記基本放射についての前記外部ブリュースター角は、約57.42°であり、前記基本放射についての前記内部ブリュースター角は、約32.58°であり、前記第2高調波放射についての前記内部ブリュースター角は、約28.68°である、項目9に記載の装置。
(項目11)
前記コーティングされていない複屈折プリズムは、バナジン酸塩(VO 4 )で作製されたプリズムである、項目1~8のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目12)
前記基本放射は、前記複屈折プリズムの前記第1の面および前記第2の面に対してp偏光され、前記第2高調波放射は、前記複屈折プリズムの前記第3の面に対してp偏光される、項目1~11のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目13)
光ゲイン媒質をさらに含む、項目1~12のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目14)
第2高調波波長を有する放射を生成するための光学装置であって、前記装置は、
基本波長を有する放射を生成する源と、
一方向性リング共振器であって、前記一方向性リング共振器は、前記基本放射を受信し、前記一方向性リング共振器内で前記基本放射を循環させるように配置される、一方向性リング共振器と、
前記光共振器内に位置付けられ、循環する基本放射を第2高調波放射に変換するように配置される光学的非線形結晶であって、前記基本放射および第2高調波放射は、相互に直交する直線偏光を有する、光学的非線形結晶と、
前記光共振器内に位置付けられ、前記光学的非線形結晶から同軸上で伝播する前記基本放射および第2高調波放射を受信するように配置されるコーティングされていない複屈折プリズムであって、前記基本放射および第2高調波放射は、前記基本放射についての略外部ブリュースター角で前記プリズムの第1の面に入射し、前記基本放射は、前記プリズムを通って透過され、かつ前記基本放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第2の面に入射し、前記基本放射は、前記第2の面を通って前記プリズムを出る、コーティングされていない複屈折プリズムと
を備え、前記プリズムは、さらに、前記第2高調波放射の一部が、前記プリズムの前記第1の面を通って前記プリズムに入り、前記プリズムの前記第2の面によって全内反射され、前記第2高調波放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第3の面に入射し、前記第3の面を通って前記プリズムを出るように配置され、
前記基本放射は、前記プリズム内の異常光線であり、前記第2高調波放射は、前記プリズム内の常光線である、装置。
(項目15)
前記プリズムの前記第1の面および前記第2の面は、前記プリズムの第1の結晶軸に平行であり、前記プリズムの第3の面は、前記第1の結晶軸に平行ではない、項目14に記載の装置。
(項目16)
前記プリズムは、負の一軸性複屈折材料で作製され、前記基本放射は、前記プリズムの第2の結晶軸に平行に前記プリズム内を伝播し、前記負の一軸性複屈折材料の光軸は、前記プリズムの第3の結晶軸である、項目15に記載の装置。
(項目17)
前記プリズムは、正の一軸性複屈折材料で作製され、前記第1の結晶軸は、前記正の一軸性複屈折材料の光軸である、項目15に記載の装置。
(項目18)
前記コーティングされていない複屈折プリズムは、β-ホウ酸バリウム(BBO)で作製されたプリズムである、項目14~17のうちのいずれか一項に記載の装置。
(項目19)
前記基本放射は、426ナノメートルの波長を有し、前記第2高調波放射は、213ナノメートルの波長を有する、項目18に記載の装置。
(項目20)
前記コーティングされていない複屈折プリズムは、バナジン酸塩(VO 4 )で作製されたプリズムである、項目14~17のうちのいずれか一項に記載の装置。
本明細書中に統合され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の好ましい実施形態を概略的に図示し、上で与えられる概略的説明および以下で与えられる好ましい実施形態の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するために役割を果たす。
ここで図面を参照すると、図1は、本発明による光学装置の好ましい実施形態10を概略的に図示している。装置10は、光共振器12を含み、光共振器12は、高調波変換のための増強共振器として構成される。共振器12は、平面鏡14と、凹面鏡16と、ブリュースターカットされた光学的非線形結晶18と、本発明によるコーティングされていない複屈折アウトカップリングプリズム20とによって形成される一方向性リング共振器である。
Claims (20)
- 基本波長を有する放射を、第2高調波波長を有する放射に変換するための光学装置であって、前記装置は、
前記基本放射が循環する光共振器と、
前記光共振器内に位置付けられ、循環する基本放射を第2高調波放射に変換するように配置される光学的非線形結晶であって、前記基本放射および第2高調波放射は、相互に直交する直線偏光を有する、光学的非線形結晶と、
前記光共振器内に位置付けられ、前記光学的非線形結晶から同軸上で伝播する前記基本放射および第2高調波放射を受信するように配置されるプリズムであって、前記基本放射および第2高調波放射は、前記基本放射についての略外部ブリュースター角で前記プリズムの第1の面に入射し、前記基本放射は、前記プリズムを通って透過され、かつ前記基本放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第2の面に入射し、前記基本放射は、前記第2の面を通って前記プリズムを出る、プリズムと
を備え、前記プリズムは、コーティングされていない複屈折プリズムであり、前記プリズムは、さらに、前記第2高調波放射の一部が、前記プリズムの前記第1の面を通って前記プリズムに入り、前記プリズムの前記第2の面によって全内反射され、前記第2高調波放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第3の面に入射し、前記第3の面を通って前記プリズムを出るように配置され、
前記基本放射は、前記プリズム内の異常光線であり、前記第2高調波放射は、前記プリズム内の常光線である、装置。 - 前記光共振器は、一方向性リング共振器である、請求項1に記載の装置。
- 前記光共振器は、前記基本放射のための増強共振器として構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記プリズムの前記第1の面および前記第2の面は、前記プリズムの第1の結晶軸に平行であり、前記プリズムの前記第3の面は、前記第1の結晶軸に平行ではない、請求項1~3のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 前記プリズムは、負の一軸性複屈折材料で作製され、前記基本放射は、前記プリズムの第2の結晶軸に平行に前記プリズム内を伝播し、前記負の一軸性複屈折材料の光軸は、前記プリズムの第3の結晶軸である、請求項4に記載の装置。
- 前記プリズムは、正の一軸性複屈折材料で作製され、前記第1の結晶軸は、前記正の一軸性複屈折材料の光軸である、請求項4に記載の装置。
- 前記プリズムは、β-ホウ酸バリウム(BBO)で作製されたプリズムである、請求項1~5のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 前記基本放射は、426ナノメートルの波長を有し、前記第2高調波放射は、213ナノメートルの波長を有する、請求項1~7のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 前記基本放射は、426ナノメートルの波長を有し、前記第2高調波放射は、213ナノメートルの波長を有し、
前記基本放射についての前記外部ブリュースター角は、約57.42°であり、前記基本放射についての前記内部ブリュースター角は、約32.58°であり、前記第2高調波放射についての前記内部ブリュースター角は、約28.68°である、請求項7に記載の装置。 - 前記プリズムは、バナジン酸塩(VO4)で作製されたプリズムである、請求項1~4および6のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 前記基本放射は、426ナノメートルの波長を有し、前記第2高調波放射は、213ナノメートルの波長を有する、請求項10に記載の装置。
- 前記基本放射は、前記プリズムの前記第1の面および前記第2の面に対してp偏光され、前記第2高調波放射は、前記プリズムの前記第3の面に対してp偏光される、請求項1~11のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 光ゲイン媒質をさらに含む、請求項1~12のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 第2高調波波長を有する放射を生成するための光学装置であって、前記装置は、
基本波長を有する放射を生成する源と、
一方向性リング共振器であって、前記一方向性リング共振器は、前記基本放射を受信し、前記一方向性リング共振器内で前記基本放射を循環させるように配置される、一方向性リング共振器と、
前記光共振器内に位置付けられ、循環する基本放射を第2高調波放射に変換するように配置される光学的非線形結晶であって、前記基本放射および第2高調波放射は、相互に直交する直線偏光を有する、光学的非線形結晶と、
前記光共振器内に位置付けられ、前記光学的非線形結晶から同軸上で伝播する前記基本放射および第2高調波放射を受信するように配置されるプリズムであって、前記基本放射および第2高調波放射は、前記基本放射についての略外部ブリュースター角で前記プリズムの第1の面に入射し、前記基本放射は、前記プリズムを通って透過され、かつ前記基本放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第2の面に入射し、前記基本放射は、前記第2の面を通って前記プリズムを出る、プリズムと
を備え、前記プリズムは、コーティングされていない複屈折プリズムであり、前記プリズムは、さらに、前記第2高調波放射の一部が、前記プリズムの前記第1の面を通って前記プリズムに入り、前記プリズムの前記第2の面によって全内反射され、前記第2高調波放射についての略内部ブリュースター角で前記プリズムの第3の面に入射し、前記第3の面を通って前記プリズムを出るように配置され、
前記基本放射は、前記プリズム内の異常光線であり、前記第2高調波放射は、前記プリズム内の常光線である、装置。 - 前記プリズムの前記第1の面および前記第2の面は、前記プリズムの第1の結晶軸に平行であり、前記プリズムの前記第3の面は、前記第1の結晶軸に平行ではない、請求項14に記載の装置。
- 前記プリズムは、負の一軸性複屈折材料で作製され、前記基本放射は、前記プリズムの第2の結晶軸に平行に前記プリズム内を伝播し、前記負の一軸性複屈折材料の光軸は、前記プリズムの第3の結晶軸である、請求項15に記載の装置。
- 前記プリズムは、正の一軸性複屈折材料で作製され、前記第1の結晶軸は、前記正の一軸性複屈折材料の光軸である、請求項15に記載の装置。
- 前記プリズムは、β-ホウ酸バリウム(BBO)で作製されたプリズムである、請求項14~16のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 前記基本放射は、426ナノメートルの波長を有し、前記第2高調波放射は、213ナノメートルの波長を有する、請求項14~18のうちのいずれか一項に記載の装置。
- 前記プリズムは、バナジン酸塩(VO4)で作製されたプリズムである、請求項14、15、および17のうちのいずれか一項に記載の装置。
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