JPH01130582A

JPH01130582A - レーザ発振装置

Info

Publication number: JPH01130582A
Application number: JP28836987A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Gotou; 訓顕後藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-05-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はレーザ発振装置に係シ、特に第２高調波を得る
発振装置に関する。

（従来の技術）この種の装置としては固体（ＹＡＧ）レーザ発振装置を
例にして説明すると、第４図に示すように、ＹＡＧ　ａ
ラド（１）、励起ランプ（２）および集光反射鏡（３）
とを備えたレーザ励起部（４）と、仁のレーザ励起部（
４）の両側に相対向して設けられた一対の反射鏡（５ａ
）、　（５ｂ）とこれら反射鏡の一方、すなわち出力側
になる反射鏡（５ａ）とレーザ励起部（４）との間に設
けられた非線形光学素子（６）とで構成されている。

上記において、反射鏡（５ａ）は基本波に対しては高反
射であるが、第２高調波に対しては高透過率を有し、一
方、反射鏡（５ｂ）は基本波、第２高調波に対してとも
に高反射となっている。

（発明が解決しようとする問題点）非線形光学素子（６）をＴｙｐｅ　Ｉ整合で内部で倍と
して使用した場合について述べる。

Ｔｙｐｅ　Ｉｆ位相整合では、直線偏光した基本波を非
線形光学素子の光学軸と偏向方向とが好ましくは４５度
になるように非線形光学素子に入射させる。

入射した基本波は光学軸に平行な成分（以下、Ｅ成分と
表す）と垂直な成分（以下、０成分と表す）とに分けら
れる。非線形光学素子内では複屈折性によシ、Ｅ成分と
０成分とでは伝播速度が異なる。

つまシ、位相差が生ずる。上記基本波は反射鏡（５ａ）
で出力せずに反射して再び非線形光学素子（６）Ｋ入射
するため、さらにＥ成分とＯ成分との差は２倍になる。

このときの位相差が２πラジアンの整数倍である場合以
外は、もとの直線偏向が円または楕円偏光さらに楕円偏
光が直角に変化した直線偏光に変換されてしまう。よっ
てこの位相差は光共振器の大きな損失の原因となり、そ
の結果第２高調波の出力は大きく低下していた。

本発明は上記のような不都合を解消するためになされた
もので、位相差を相殺するかまたはπラジアンの整数倍
に補正することによって高出力かつ高効率で第２高調波
を得ることのできるレーザ発振装置を提供することを目
的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）一方が少なくと
もレーザ光を出力する反射鏡となシとの反射鏡に相対向
して設けられた反射鏡とからなる光共振器と、上記反射
鏡間に設けられたレーザ励起部と、上記レーザ励起部と
上記光共振器の一方の反射鏡との間に設けられた第１の
非線形光学素子と、この第１の非線形光学素子に隣接し
て上記一方の反射鏡側に設けられ上記第１の非線形光学
素子の光学軸に直交して上記レーザ光を通過させかつレ
ーザ光軸上で同一または上記第１の非線形素子で生ずる
基本波の位相波のπラジアンの整数倍に補正する長さを
有した第２の非線形光学素子を備えた構成とし、第１の
非線形光学素子を通過後の位相遅れが第２の非線形光学
素子の通過で相殺またはπラジアンの整数倍に補正され
る。

（実施例）以下、実施例を示す図面に基いて本発明を説明する。

なお、第３図と共通する部分には同一符号を付して説明
する。

第１図は本発明の第１の実施例で、第２図の従来例と異
なる点は反射鏡（５ａ）とレーザ励起部（３）との間に
第１．第２の非線形光学素子（１０ａ）、　（１０ｂ）
をレーザ光軸（Ｌ）上に同軸に設けた点にある。これら
非線形光学素子（１０ａ）、　（１０ｂ）は例えばＫＴ
Ｐからなる同一物質で作られていて、上記光軸（Ｌ）に
沿う長さが等しくされている。さらに、これら画素子は
ともＫ　Ｔｙｐｅ　Ｔｉカットされ、互いの光学軸（Ｚ
）は直交している。

以上の構成において、ＹＡＧロフト（１）からの直線偏
光された基本波は第１の非線形光学素子（ｉｏａ）に入
射すると、（Ｚ）軸に平行なＥ成分と、垂直なＯ成分と
く分かれ、異なった伝播速度で伝播し、通過後は上記両
成分との間に位相差が生じる。この位相差を生じた光は
第２の非線形光学素子（１０ｂ）Ｋ入射すると、逆ＫＢ
成分がＯ成分として、また、０成分がＥ成分として第２
の非線形光学素子（ｉｏｂ）を伝播していく。ここで、
第１．第２の非線形光学素子（１０ａ）、　（１０ｂ）
の長さは等しいから、第１の非線形光学素子（１０ａ）
で生じた位相差は、第２の非線形光学素子（１０ｂ）で
相殺され、元の直線偏光に戻シ、反射＠　（５ａ）に至
る。ここで第２高調波となった成分は反射鏡（５ａ）を
透過し、一方基本波の成分は透過することなく反射し、
上記進行方向は逆であるが、同様な作用で位相差が相殺
されてＹＡＧロッド（１）に戻る。

第２図は本発明の第２の実施例で、第１の非線形光学素
子（ｌｌりに光学軸を直交しかつレーザ光軸上における
長さが異なった第２の非線形光学素子（ｆｌｂ）を設け
た例を示す。この場合、基本波に対して第１の非線形光
学素子（ｌｌａ）でＥ成分と０成分とが（ｎπ＋θ）ラ
ジアン（ｎは整数）位相差があったとすると、第２の非
線形光学素子（ｌｌｂ）はとのθラジアンもしくは（ａ
π＋θ）ラジアン（ａは整数）分補正する長さに形成さ
れている。すなわち、第２の非線形光学素子（ｏｂ）は
第１の非線形光学素子（ｌｌａ）における基本波の位相
差をπラジアンの整数倍−補正することになシ、第２の
非線形光学素子（ｏｂ）を通過後はＥ成分、０成分の両
成分の位相差はπラジアンの整数倍になる。さらに、第
２の非線形光学素子（ｏｂ）から第１の非線形光学素子
（ｌｌａ）に向う場合においても同様な作用となること
から、ロッドにもどるときの基本波の位相差は２πラジ
アンの整数倍となシ、元の直線偏光にもどる。

第３図は本発明の第３の実施例で、第２の非線形光学素
子を複数７個、たとえば（１２ａ）、　０２ｂ）の２個
にしたもので、この場合、画素子の光学上における合計
長さは第１の非線形光学素子（１０ａ）の長さと同等に
なっている。したがって、この実施例では結果的には上
記第１または第２の実施例と同等の作用となる。

また、この他、上記第１．第２の実施例における第１．
第２の非線形光学素子に相当するものを１＠とじ、これ
を二組以上設けても位相遅れを解消できることはいうま
でもない。

〔発明の効果〕

位相差が零またはπラジアンの整数倍くなることから、
位相差による損失が解消されたため、高出力、高効率で
第２高調波を出力することができるようになった。した
がって、この第２高調波を元に第４高調波（紫外光）を
高出力で得られ、紫外光による各種応用加工範囲を拡大
することができた。また、高出力化と非線形光学素子の
長さとは比例するが、価格もまたそれにつれて高くなる
が、本発明のように非線形光学素子を複数個設けた構成
では低価格で長さを増したことになシ、経済的な効果を
も奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明のｉｆ乃至第３０冥施例を示
す構成図、第４図は従来例を示す構成図である。（４）・・・レーザ励起部、　　　　　（５ａ）、（５
ｂ）・・・反射鏡。（１０す・・・第１の非線形光学素子。（４ｂ）・・・・・第２の非線形光学素子。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一方が少なくともレーザ光を出力する反射鏡とな
りこの反射鏡に相対向して設けられた反射鏡とからなる
光共振器と、上記反射鏡間に設けられたレーザ励起部と
、上記レーザ励起部と上記光共振器の一方の反射鏡との
間に設けられた第１の非線形光学素子と、この第１の非
線形光学素子に隣接して上記一方の反射鏡側に設けられ
上記第１の非線形光学素子の光学軸に直交して上記レー
ザ光を通過させかつレーザ光軸上で同一または上記第１
の非線形素子で生ずる基本波の位相波のπラジアンの整
数倍に補正する長さを有した第２の非線形光学素子を備
えたことを特徴とするレーザ発振装置。
（２）第１および第２の非線形光学素子は光共振器のレ
ーザ光を出力する反射鏡とレーザ励起部との間に設けら
れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレー
ザ発振装置。