JPH01222234A - 光混合によるコヒーレント光放射の生成方法及び装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、光混合による光空胴共振器内でのコヒーレン
ト光放射の生成に関し、特に、そのようなプロセスにお
ける固体素子の使用に関する。

〔従来の技１８１及び発明が解決しようとする課題〕レ
ーザーは、エネルギーの入力により基底状態からより高
いエネルギーレベルまで励起された活性媒体の原子、分
子又はイオンから発する光子の誘発発光によって単色コ
ヒーレント光を発生する能力を有する装置である。この
ような装置は、光の閉鎖往復経路を形成する複数の反射
率の高い面により規定される光空胴共振器を含んでおり
、活性媒体はその光空胴共振器の内部に収容される。

活性媒体の励起により反転分布が発生すると、より低い
エネルギー状態へと遷移する励起原子、励起分子又は励
起イオンからの光子の自然放出によって、他の励起原子
、励起分子または励起イオンからの同一エネルギーの光
子の放出を誘発することができる。その結果、最初に発
生した光子は光空胴共振器の反射面の間で同一エネルギ
ーを有し且つ厳密に同じ位相にある光子のカスケードを
発生する。この光子のカスケードの一部は、その後、光
空洞共振器の１つ又は複数の反射面を通って放出される
。

レーザーの活性媒体を励起する方法としては様々なもの
が考えられるが、最も一般的な方法は光ポンピング、放
電を利用する方法、そして半導体レーザーのｐ−ｎ接合
部に電流を流す方法である。

半導体レーザーはダイオードを形成するｐ−ｎ接合部を
含み、この接合部がレーザーの活性媒体として機能する
。５のようなデバイスはレーザーダイオードとも呼ばれ
、通常は砒化ガリウムやアルミニウムと砒化ガリウムと
の合金等の材料から形成される。このレーザーが電力を
出力放射に変換する効率は比較的高く、例えば４０％を
越えることもある。

固体レーザント材料を光ボンピング、即ち励起するため
にフラッシュランプ、発光ダイオード（ここでいう「発
光ダイオード」は「超発光ダイオード」及び「超発光ダ
イオードアレイ」を含むものとする。）、レーザーダイ
オード及びレーザーダイオードアレイを使用することは
良く知られている。このような固体レーザーにおいて一
般に使用されるレーザント材料には結晶質又はガラス質
の母材があり、これに三価ネオジムイオン等の活性材料
が導入される。従来使用されている結晶質レーザント材
料に関する詳細はエム・ジェイ・つニーバー（Ｍ、Ｊ、
匈ｅｂｅｒ）編「レーザー科学及び工学のＣＲＣハンド
ブック（ｃＲＣＨａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｌａ５ｅｒ）
１μ匹見」μＶ工些上壓佳ｆｆ１−第１巻、ＣＲＣプレ
ス・インク（ｃＲＣＰｒｅｓｓ、Ｉｎｃ、）、フロリダ
州ポカレイトン（Ｂｏｃａ　Ｒａｔｏｎ）、１９８２年
の第７２〜１３５頁及びデイ−・エル・マクアダム（Ｄ
、Ｌ、ＭａｃＡｄａｍ）編、光科学のスプリンガーーシ
リーズ（ＳｐｒｉｎｇｅｒＳｅｒｉｅｓ　ｉｎ　０ｐｔ
ｉｃａｌ　５ｃｉｅｎｃｅｓ）第１４巻「レーザー結晶
（Ｌａｓｅｒ、（、ｒ　５ｔａｌｓ）　Ｊスプリンガー
−フエアラーク（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ）　
、ニューヨーク州ニューヨーク、１９８１年刊に記載さ
れている。ネオジムイオンの従来の母材には、ガラス、
イツトリウムアルミニウムガーネット（ＹＪ１ｓＯ＋ｚ
　、以下「ＹＡＧＪと略ず。）　、ＹＡｌＯ３（以下、
ｒＹＡＬ。

」と略す。）及びＬｉＹＦ４（以下、「ＹＬＦ」と略す
。）がある。−例を挙げると、光ポンピング形固体レー
ザーのレーザント材料としてネオジムをトープしたＹ、
Ａ　Ｃを使用した場合、ＹＡＧは約８０８ｎｍの波長を
有する光の吸収により光ボンピングされて、１１０６４
ｎの波長を有する光を発する。

１９７１年１１月３０日付けでロス（Ｒｏｓｓ）に対し
て発行された米国特許第３，６２４，５４５号明細書に
は、少なくとも１つの半導体レーザーダイオードにより
サイドボンピングされるＹＡＧのロンドから構成される
光ボンピング形固体レーザーが記載されている。同様に
、１９７３年８月１４日付けでチエスラー（ｃｈｅｓ　
１ｅｒ）に対して発行された米国特許第３，７５３．１
４５号明細書においては、ネオジムをドープしたＹＡＧ
ロッドをエンドボンピングするために１つ又は複数の発
光半導体ダイオードを使用している。また、１９７６年
９月２１日付けでローゼンクランッ他（Ｒｏｓｅｎｋｒ
ａｎｔｚ　ｅｔ　ａｌ、）に対して発行された米国特許
第３，９８２，２０１号明細書には、ネオジムをドープ
したＹＡＧ等の固体レーヂント材料をエンドポンピング
するためにパルスレーデ−ダイオードを使用することが
記載されている。、更に、デイ−・エル・サイブス（Ｄ
、Ｌ、　５ｉｐｅｓ）は「応用物理学レターズ（Ａｐｐ
ｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、）　−Ｊ、第４７巻、第２号
、１９８５年刊、第７４〜７５頁の中で、ネオジムをド
ープしたＹＡＧをエンドポンピングするために密に集束
した半導体レーザーダイオードアレイを使用すると、そ
の結果、８１０、ｎｍの波長を有するボンピング放射を
１０６４ｎｌＩ＋の波長を有する出力放射に変換する効
率が高くなると報告している。

非線形光学特性を有する材料は良く知られている。例え
ば、１９７６年４月６日付けでビーアレン他（Ｂｉｅｒ
ｌｅｎ　ｅｔ　ａｌ、）に対して発行された米国特許第
３，９４９，３２３号明細書には、Ｍをに、　Ｒｂ、　
ＴＩ及びＮＨ，の中の少なくとも１つとし、ＸをＰ又は
Ａｓの少な（とも一方としたとき（但し、Ｎｌ＋、が存
在する場合にはＸはＰのみとする。）　、ＭＴｉＯ（χ
０４）の化学式を有する材料が非線形光学特性を有する
と記載されている。この一般式はリン酸カリウムチタニ
ルＫＴｉＯＰＯａを含み、４れは特に有用な非線形材料
である。その他に知られている非線形光学材料は、ＫＨ
２ＰＯ４、ＬｉＮｂ０：＋、ＫＮｂＯｚ　、β−ＢａＢ
２０．、ＢａｚＮａＮｂｓＯｔ５　、ＬｉＩＯ３、ＩＩ
［０３、ＫＢｓＯａ　’　４ＨｚＯ、ニオブ酸カリウム
リチウム及び尿素等であるが、それらに限定されるもの
ではない。様々に異なる一軸結晶の非線形光学特性は［
ソビエト・ジャーナル、■子エレクトロン（Ｓｏｖ、Ｊ
、Ωｕａｎｔｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ后」、第７巻、第
１号、１９７７年１月刊、第１〜１３頁で検討されてい
る。また、ニス・シン（Ｓ、Ｓｉｎｇｈ）は、エム・ジ
ェイ・ウェーバ−編「レーザー科学及び工学のＣＲＣハ
ンドブック」、第３巻、ＣＲＣプレス・インク、フロリ
ダ州ポカレイトン、１９８６年刊、第３〜２２８頁の中
で非線形光学材料を検討している。

非線形光学材料の光学的磁化率は非線形の性質をもって
いるため、材料を同時に通過する電磁波の間に結合メカ
ニズムを形成し、これを利用して、電磁波の相互作用に
より放射を生成することができる。この明細書の中で使
用する用語「光混合」は、非線形光学材料の内部で周波
数Ｗ、及びｗ２を有する２本のビームが互いに作用して
、それらとは異なる周波数の光放射を生成することを意
味する。例えば、ＷｌがＷ２より大きい場合、この相互
作用により、和周波数Ｗ３　＝ｗ、＋Ｗ２と差周波数Ｗ
４＝ｗ、−〜ｖ２の光放射を生成することができる。こ
れら２つのプロセスを、夫々、和周波数生成、差周波数
生成という。アップ変換とは、一般の周波数、例えばＷ
ｌの放射がＷ２の放射よりはるかに強く、従って、波長
Ｗ３の光放射を生成するための光混合が起こったときに
振幅に感知しうるほどの変化を示さないような特殊な和
周波数生成の場合をいう。光混合はＷｓ　ｗｗ、＋２Ｗ
２及びＷ、’＝２Ｗ、−２ｗ、のようなより高次のプロ
セスをも含む。本出願については、光混合により生成さ
れる光放射を総称して「光混合放射」という。

非線形光学材料の内部においては、互いに作用する波の
波ベクトルｋｌ゛、ｋ２及びに３が、ｋ、＝に、　　＋
に２ であることを要求する運動量保存の式、即ち位相整合条
件を満たさない限り、効率の養い光混合を得ることは通
常不可能である。常分散を示す等方性結晶では、３つの
異なる波の屈折率が分散によって必然的に異なってくる
ため、上記の位相整合条件を満たすことはできない。し
かしながら、非線形光学材料の多（は屈折率の異方性を
有しており、これを利用して、所望の種類の光混合に関
する位相整合条件を満たすことができる。

光混合は光空胴共振器の内部又はその外側のいずれかで
起こることができる。光混合プロセスが光空胴共振器の
内部で起こる場合、その空胴は、（ａ）プロセスに使用
される放射の発生源の１つの一構成要素であるか、又は
（ｂ）プロセスに使用される放射の発生源の一構成要素
として利用される空胴共振器とは全く別個のもののいず
れかであることができる。ここでは、便宜上、そのよう
な放射源を空胴として使用する場合を空胴共振器内プロ
セスといい、別個の空胴を使用する場合を外部空胴共振
器プロセスという。本出願に関しては、光空胴共振器は
、反射率の高い複数の面により少なくとも一部の境界を
限定され、いくつかの別個の周波数をもつ光が損失の少
ない定在波を発生することができるような成る容積をも
つものを指す。

赤外線放射の可視範囲及び紫外範囲へのアップ変換は詳
細に研究されている。そのような研究の第１の動機とな
ったのは、赤外線より高い周波数の光について利用する
ことができる従来の効率の良い方法により赤外線放射の
検出と解析を可能にするためにアンプ変換の技術を利用
することに対する関心であった。アップ変換された放射
は入力赤外線放射の情報のほぼ全てを搬送するので、赤
−外線信号検出、赤外線スペクトル解析及び赤外線ホロ
グラフィ等に適用することも可能であると考えられる。

赤外線放射のアップ変換はイー・ニス・ボローニン他（
Ｂ、Ｓ、Ｖｏｒｏｎｉｎ　ｅｔ　ａｌ、）により「ソビ
エト物理学ニーエスピー（Ｓｏｖ、Ｐｈｙｓ、Ｕｓｐ、
）　Ｊ　、第２２巻、第１号、第２６〜４５頁（１９７
９年１月刊）において検討されている外、エイチ・レイ
ビン（Ｈ。

Ｒａｂｉｎ）及びシー・エル・タン（ｃ，Ｌ、　Ｔａｎ
ｇ）共編「量子エレクトロニクス（Ｑｕａｎｔｕｍ　Ｅ
ｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）　Ｊ第１巻、非線形光学（Ｎｏ
ｎｌｉｎｅａｒ　０ｐｔｉｃｓ）、パートＢ、アカデミ
ツク・プレス（Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ）、ニュ
ーヨーク、第７０３〜７３７頁（１９７５年刊）に掲載
ささたジエイ・ウオーナ−（Ｊ、Ｗａｒｎｅｒ）の「差
周波数生成とアップ変換（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｕｐ−
Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）　Ｊにも記載され才いる。また
、和周波数生成による赤外線検出の理論は、デイ−・エ
イ・クラインマン他（Ｄ、Ａ。

Ｋｌｅｉｎｍａｎ　ｅｔ　ａｌ、）により「ジャーナル
、応用物理学（Ｊ、＾ｐｐ１．Ｐｈｙｓ、）　Ｊ　、第
４０巻、第２号、第５４６〜５６Ｇ頁（１９６９年２月
刊）の中で論じられている。　　　　　□ 上記のイー・ニス・ボローニン他による文献には、ＣＯ
□〜レーザーからの赤外線放射をＹＡＧ：Ｎｄ”レーザ
ーの空胴共振器の内部で非線形光学材料として淡紅銀鉱
を使用することによりアップ変換する方法が記載されて
いる。更に、イー・リウ他（Ｅ、Ｌｉｕ　ｅｔ　ａｌ、
）は、［応用光学（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ）」
、第２１巻、゛第１９号、第３４１５〜３４１６頁（１
９８２年１０月１日刊）の中で、アルゴンイオンレーザ
−からの所定の出力線と、ローダミン１１０リング色素
レーザー内の進行波との９０゛位相整合、温度同調リン
酸二水素アンギニウム結器内での空胴共振器内和周波数
生成により２５２ｎｍから２６８ｎｍの範囲の波長の放
射を生成することを報告している。更に、１９７２年２
月２９日付けでフィレスター（Ｆ　１ｒｅｓ　ｔｅｒ）
に対して発行された米国特許第３．６４６．３５８号明
細書には、外部放射源からの信号放射をレーザーの空胴
共振器の内部でアップ変換することが記載されているが
、この場合、信号ビームの偏光はレーザーの空胴共振器
の内部で発生されるポンプビームの偏光と直交している
。

先に挙げたデイ−・エイ・タラインマン他の文献の第５
５９〜５６４頁には、外部空胴共振器内における和周波
数生成の理論面が論じられている。

更に、ブイ・エル・アレイニコフ他（Ｖ、Ｌ、Ａｌｅｉ
ｎｉｋｏｖｅｔ　ａｌ、）は、「ソビエト・ジャーナル
、量子エレクトロン」、第１３巻、第８号、第１０５９
〜１０６１頁（１９８３年８月刊）の中で、外部空胴共
振器内におけるパラメトリックアップ変換の理論面を分
析している。また、エイチ・ヘマッティ他（Ｉｌ、Ｉｌ
ｅｍｍａｔｉ　ｅｔ　ａｌ、）は、［光学レターズ（Ｏ
ｐｔｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ）ｊ　、第８巻、第２号、第
７３〜７５頁（１９８３年２月刊）で、人力放射として
、（ａ）接続波（ｃｗ）　　５１５ｎｍアルゴンイオン
レーツーの出力の２５７ｎｍ第二高調波と、（ｂ）７９
２ｎｍの領域の同調可能ｃｗ色素レーザーの出力とを使
用する外部空胴共振器内の和周波数生成により１９４ｎ
ｍの波長の放射を生成することを報告している。

一方、差周波数生成は上記の文献「量子エレクトロニス
」、第１巻の第７３５〜７３６頁や、ワイ・アール・ジ
エン（Ｙ、Ｒ，５ｈｅｎ）組ｒ非線形赤外線牛成（Ｎｏ
ｎｌｉｎｅａｒ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉ
ｏｎ）　Ｊスプリンガー−フェアラーク、ヘルリン、第
１９〜３８頁（１９７７年刊）に掲載されたアール・エ
ル・アノガーワル他（Ｒ，Ｌ、Ａｇｇａｒｗａｌ　ｅｔ
　ａｌ、）の論文において検討されている。

スペクトルの赤外部分、可視部分及び紫外部分で動作し
且つ広い強さ範囲にわたって０１ｌｚからＩＧ（１２を
越える範囲の変調速度が可能であり、効率良く、コンパ
クトで、信頼性の高いレーザーが現在必要とされている
。そのようなデバイスは、データの光記憶、リプログラ
フイック、スペクトロスコピー及び通信等の用途に有用
であると考えられる。例えば、光ディスクにデータを記
憶するためには、約５〜約２０ＭＨｚの範囲の速度で変
調可能であるコヒーレント放射の生成源が必要であり、
所定の領域に最大限のデータを記憶するにはそのような
放射はスペクトルの可視部分又は紫外部分にあるのが望
ましい。更に、テレビジョンに適用する場合には、輝度
の高い放射源が必要であるので、赤色光、緑色光及び青
色光のコンパクトなコヒーレント放射源が極めて有用で
あろう。従来のテレビジョン受像管の赤色、緑色及び青
色の電子銃の代わりにそのような３つのレーザーを使用
すると、テレビジョンプロジェクタ−の輝度が高くなる
と考えられ、これはシミュレーションシステムや大画面
テレビジョンシステムに有用であろう。

レーザーダイオードは、ただ１点を除いて、即ち、レー
ザーダイオードの出力が、電磁スペクトルの赤外部分の
うち、約７５０ｎｍから約１６００ｎｍの範囲の波長の
限られた一部分にある点を除いて、上述の能力の全てを
備えて・いる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、スペクトルの赤外部分、可視部分及び紫外部
分で動作することができ且っＯＨｚがらｌＧ１１ｚを越
える範囲の変調速度が可能であって、効率良く、コンパ
クトで、信頼性の高いレーザーを提供することを目的と
している。

発明者等は、固体素子を使用して外部空胴共振器内での
光混合によりコヒーレント光放射（スペクトルの赤外領
域、可視領域及び紫外領域の放射）を発生できることを
発見した。更に詳細にいえば、互いに作用する光のビー
ムの少なくとも一方がレーザーダイオード、レーザーダ
イオードアレイ及びダイオードポンピング形固体レーザ
ーから成る群より選ばれた固定デバイスにより供給され
るように、外部空胴共振器の内部で光混合を実施できる
ことがわかった。光混合放射の周波数は初ｊｊＪ１周波
数の関数として決定されるので、複数の異なるレーザー
ダイオード又はレーザーダイオードアレイをダイオード
ポンピング形固体レーザーの効率の良い希土類金属遷移
と組合せて使用するだけで、出力放射の波長と光スペク
トルの大半及びその可視部分の全てにわたり都合良く変
化させることができる。更に、この組合せによって得ら
れる装置はそれを構成する固体素子の効率、信頼性及び
小型サイズをほぼそのまま維持している。

本発明の一実施態様は、（ａ）第１の周波数Ｗ１のコヒ
ーレント光放射を第１の放射源から生成する工程と、（
ｂ）レーザーダイオード、レーザーダイオードアレイ及
びダイオードポンピング形固体レーザーから成る群より
選ばれた第２の放射源から第２の周波数Ｗ２のコヒーレ
ント光放射を生成する工程と、（ｃ）前記第１及び第２
の放射源の構成要素として利用されるもの全てから分離
されている光空胴共振器の内部へ前記第１及び第２の周
波数の光放射を導入する工程と、（ｄ）前記第１の周波
数の光放射及び前記第２の周波数の光放射を前記光空胴
共振器の内部に収育された非線形光学材料と互いに作用
させて、第３の周波数ｗ３のコヒーレント光放射を生成
する工程とを夫々具備するコヒーレント光放射を生成す
る方法である。

本発明の別の実施例は、（ａ）第１の周波数Ｗ１のコヒ
ーレント光放射を生成する手段と、（ｂ）レーザーダイ
オード、レーザーダイオードアレイ及びダイオードポン
ピング形固体レーザーから成る群より選ばれた第２の周
波数Ｗ２のコヒーレント光放射を生成する手段と、（ｃ
）前記第１及び第２の周波数のコヒーレント光放射を生
成する手段の構成要素として利用されるもの全てから分
離された光空胴共振器と、（ｄ）前記第１の周波数のコ
ヒーレント光放射及び前記第２の周波数のコヒーレント
光放射を前記光空胴共振器の内部へ４人する手段と、（
ｅ）前記光空胴共振器の内部にあって、第３の周波数ｗ
３のコヒーレント光放射を生成するために前記第１の周
波数のコヒーレント光放射及び前記第２の周波数のコヒ
ーレント光放射と互いに作用するように配置された非線
形光学手段とを具備するコヒーレント光放射を生成する
装置である。

本発明の目的は、スペクトルの赤外部分、可視部分及び
紫外部分に入るコヒーレント放射を生成するための固体
デバイスを提供することである。

本発明の別の目的は、スペクトルの赤外部分、可視部分
及び紫外部分に入るコヒーレント光のコンパクトで効率
良（信頬性の高い放射源を提供することである。

本発明の別の目的は、スペクトルの赤外部分、可視部分
及び紫外部分に入るコヒーレント放射において、変調の
容易な放射源を提供することである。

本発明の別の目的は、光混合によりコヒーレント光放射
を生成する固体デバイスを提供することである。

本発明の更に別の目的は、光混合によりコヒーレント光
放射を生成する改良された方法を提供することである。

本発明の別の目的は、光混合によるコヒーレント光放射
の生成にレーザーダイオード及びレーザーダイオードア
レイを使用する方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、光混合によるコヒーレント光
放射の生成にダイオードポンピング形固体レーザーを使
用する方法を提供することである。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。

本発明は数多くの形態で実施することができる　　　　
゛が、第１図〜第３図には３つの特定の実施例が概略的
に示されている。但し、ここに開示する内容は本発明を
それらの実施例に限定しようとするものではない。

゛　まず、第１図に関して説明する。放射源２から発し
たコヒーレント入力放射１は集束手段３により集束され
、光アイソレータ−４及び９０度屈曲ミラー５を通過し
た後、光空胴共振器に入射する。

この空胴共振器はミラー６及び７により規定されるもの
で、内部に非線形光学材料８が配置されている。放射＃
ｉ１０及び１１から発したコヒーレント入力放射９は集
束手段１２により集束され、光アイソレータ−１３を通
過した後、９０度屈曲ミラー５で反射されて、ミラー６
及び７により規定される光空胴共振器内に入射する。人
力放射１と入力放射９とは、例えば和周波数生成などの
所望の光混合プロセスに関して位相整合されている非線
形光学材料８において光混合される。この光混合により
得られた光混合放射の少なくとも一部は出力放射１４と
してミラー７を通過する。

放射源１０及び１１はレーザーダイオード、レーザーダ
イオードアレイ及びダイオードポンピング形固体レーザ
ーから成る群より選ばれるが、好ましい放射源としては
、補助パッケージング又は補助構造と組合せたレーザー
ダイオード及びレーザーダイオードアレイ等がある。例
えば、このようなデバイスは耐熱導電ヒートシンクに取
付けられ、金属ハウジングの内部に収納されるのが一般
的である。砒化ガリウムアルミニウムレーザーダイオー
ド１０をヒートシンク１１に取付けた構成は放射源とし
て非常に適している。ヒートシンク１１は受動性のもの
でよい。しかしながら、レーザ−ダイオード１０を一定
温度に維持するのを助け、それにより単一波長でのレー
ザーダイオードｌＯの最適の動作を確保するためには、
ヒートシンク１１は熱雷冷却器又はその他の温度調整手
段から構成されていても良い。動作中、光ボンピング手
段が適切な電源に接続されることは言うまでもない。レ
ーザーダイオード１０から電源に向かって引出されるリ
ード線は第１図には示されていない。

約７５０ｎｍ〜約１６００ｎｍの範囲にわたる波長を有
する出力放射を生成する従来のレーザーダイオード及び
レーザーダイオードアレイを利用することができるが、
本発明の実施に際しては入力放射９の生成源としてその
ようなデバイスのいずれかを使用することが可能である
。例えば、約７５０ｎｍ〜約９００ｎｍの範囲の波長の
放射を生成すべき場合はＧａ−ＡｌＡｓデバイスを使用
でき、約１１０００ｎ〜約１６００ｎｍの範囲の波長の
放射を生成するときはＩｎＧａＡｓデバイスを使用でき
る。このような範囲の波長（７５０〜１６００ｎｍ）を
希土類金属レーザー遷移からの入力放射１　（例えば、
ネオジム遷移からの１３１９ｎｍ及び１１０６４ｎの放
射）と組合せて使用すると、和周波数生成により生成さ
れる出力放射１４は約４４０ｎｍから約６５０ｎｍを越
える範囲にわたって変化することができる。

通常は、レーザーダイオード又はレーザーダイオードア
レイの動作温度を調し、制御■することにより、その波
長を約１０ｎｍの範囲にわたり同調させることができる
。従って、入力放射９を生成するためにこのようなデバ
イスを使用する場合、レーザーダイオード又はレーザー
ダイオードアレイを温度同調することにより、光混合出
力放射１４を適度な波長範囲にわたって同調させること
ができる。この点を考慮して、本発明の好ましい一実施
例においては、入力放射９を生成するために使用されて
いるレーザーダイオード又はレーザーダイオードアレイ
１０の温度を調整し、制御することにより出力放射１４
の波長を同調させる。或いは、デバイスに印加する電流
を変化させることにより、レーザーダイオード又はレー
ザーダイオードプレイの波長を狭い範囲内で同調させる
ことも可能である。当然のことながら、このような同調
の場合、通常は非線形光学材料８における位相整合条件
を最適化するための調整が必要である。臨界状態になら
ないほどに位相整合される温度同調非線形光学材料では
、非線形光学材料の温度を調整するだけでこの調整を実
行することができる。

必要があれば、放射源１０及び１１はダイオードポンピ
ング形固体レーザーであっても良い。そのようなレーザ
ーに適するダイオードポンピング手段には、レーザーダ
イオード、発光ダイオード（超発光ダイオード及び超発
光ダイオードアレイを含む。）及びレーザーダイオード
アレイがある。

更に、ダイオードポンピング形固体レーザーは、選択さ
れたダイオードポンピング手段により光ボンピングする
ことが可能な従来の固体レーザント材料のいずれかを含
むことができる。本発明において極めて好ましい結果を
もたらすダイオードボンビング形固体レーザーは、ネオ
ジムをドープしたＹＡＧレーザーであるが、本発明はこ
れに限定されるものではない。このＹＡＧレーザーはレ
ーザーダイオードアレイにより光ポンピングされ、５３
２ｎｍの波長を有する出力放射を生成するためにリン酸
カリウムチタニルを使用して周波数を２倍にされる。こ
のようなデバイスは１９８７年３月２４日付けでパーエ
ル他（Ｂａｅｒ　ｅｔ　ａｌ、）に対して発行された米
国特許第４，６５３．０５６号明細書に記載されている
。入力放射９としてのこのような５３２ｎｍの放射と、
ネオジムをドープしたＹＡＧレーザ−２からの１３１９
ｎｍの波長を有する入力放射ｌとの組合せを利用して、
スペクトルの３７９ｎｍの波長にある近紫外部分に入る
和周波数出力放射１４を生成することができる。

放射源２は何らかのコヒーレント放射源であれば良い。

適切な放射源としては色素レーザー及び固体レーザーが
あるが、それらにのみ限定されるものではない。しかし
ながら、放射源２は、先に放射源１０及び１１として使
用するのに適するとして説明したものと同一のレーザー
ダイオード、レーザーダイオードアレイ及びダイオード
ポンピング形固体レーザーから構成されるのが好ましい
。

非常に好ましい放射源２は光ポンピング形固体し−ザン
ト材料を含む。固体レーザント材料に適する光ボンピン
グ手段としては、レーザーダイオード、発光ダイオード
（超発光ダイオード及び超発光ダイオードアレイを含む
。）及びレーザーダイオードアレイがあるが、それらに
限定されるものではない。また、レーザント材料は、活
性材料をドープしたガラス質材料及び結晶母材から成る
群より選ばれた固体であるのが良いが、それらに限定さ
れるものではない。活性材料として極めて適しているの
は、クロム、チタン及び希土類金属のイオンであるが、
それらに限定されるものではない。極めて適するレーザ
ント材料は、ネオジムをドープしたＹＡＧ、ネオジムを
ドープしたＹＡＬＯ及びネオジムをドープしたＹＬＦ等
である。

特定の例をあげると、ネオジムをドープしたＹＡＧは、
約８１０ｎｍの波長を有する光を生成する光ポンピング
手段と組合せて使用するのに非常に適するレーザント材
料である。この波長の光でポンピングすると、ネオジム
をドープしたＹＡＧは１１０６４ｎの波長を有する光を
生成することができる。

本発明の一実施例においては、レーザーダイオード、発
光ダイオード及びレーザーダイオードプレイから成る群
より選ばれた光ポンピング手段によりエンドポンピング
されるレーザント材料のファイバから構成される放射源
２を使用する。この目的に極めて適するファイバとして
は、ネオジム等の希土類金属のイオンをドープしたガラ
ス光ファイバがあるが、それ番４限定されるものではな
い。

このファイバの長さを、光ボンピング手段からの光の（
よぼ全てを吸収する結果となるように調整するのは容易
である。非常に長いファイバが必要である場合は、本発
明のレーザーの全長をできる限り短くするためにファイ
バをスプール等に巻付けておくことができる。

集束手段３と集束手段１２は入力放射１及び９を、ミラ
ー６及び７により規定される光空胴共振器内に夫々集束
するために使用される。この集束は、非線形光学材料８
において光混合放射が最適の状態で生成されるようなも
のであるのが好ましい。光を集束するための従来の光学
手段のいずれかを集束手段３及び１２として使用するこ
とができる。例えば、屈折率分布形レンズ、ボールレン
ズ、非球面レンズ又は組合せレンズを利用できる。

但し、本発明を実施する上で集束手段３及びＩ２は重要
なものではなく、上記のような集束手段の使用は単に好
ましい一実施例を示しているにすぎない。

光アイソレータ−４及び１３は、入力放射１及び９が、
ミラー６及び７により規定される外部空胴共振器から夫
々の放射源に戻る方向に反射されるのを阻止するために
使用される。そのような戻り反射が起こると、放射源２
並びに放射源１０棟び１１からの放射の出力に振幅及び
周波数の変動を発止するという望ましくない傾向が見ら
れる。

放射源２並びに放射源１０及び１１の光分離を生じさせ
るような従来の手段のいずれかを使用することができる
。例えば、光アイソレータ−４及び１３は、いずれも、
ファラデーアイソレーター又は四分の一波長板から構成
できる。或いは、光アイソレータ−４及び１３を設けず
に、外部空胴共振器として線形定在波空胴共振器ではな
く進行波リング空胴共振器を使用することにより戻り反
射を阻止することも可能で粂る（第２図を参照）。

但し、入力放射源の光分離は本発明を実施する上で重要
ではなく、単に好ましい一実施例を示しているにすぎな
い。

放射源２からの入力放射１は非線形光学材料８に入射し
、そこで放射源１０及び１１からの入力放射９と互いに
作用する。互いに作用する光放射の光路に関して非線形
光学材料の向きを適正に設定することにより（位相整合
）、所望の種類の光混合が効率良く起こる。更に、非線
形光学材料の温度の調整と制御により位相整合を最適化
し且つ制御することができる。特定の例をあげると、ネ
オジムをドープしたダイオードポンピング形ＹＡＧレー
デ−２からの１１０６４ｎの波長を有する赤外線放射を
非線形光学材料８において、放射源１０及び１１からの
８０８ｎｍの波長を有する光と組合せて、和周波数生成
により、４５９ｎｍの波長を有する可視青色光を生成す
ることができる。この特定の例においては、非線形光学
材料８として、第二種非１ｎ界位相整合（シータ及びフ
ァイが９０度に等しい。）を伴うリン酸カリウムチタニ
ルを使用することができる。

非線形光学材料８の幾何学的形態は様々である。

例えば、ロッド形又は菱面体とすることが考えられ、必
要があれば表面をレンズ形とすることができる。また、
そのような非線形光学素子が、いずれも、その温度を制
御することにより位相整合を最適化するために加熱手段
又は冷却手段を含んでいて良いことは明白であろう。非
臨界位相整合は、通常、ウオークオフの排除により可能
である場合に好ましい。

リン酸カリウムチタニルＫＴｉＯＰＯ，は非常に好まし
い非線形光学材料ではあるが、本発明の実施に際しては
どの非線形光学材料を利用しても差しつかえない。適切
な非線形光学材料としてはＫｉ（２ＰＯ４、ＬｉＮｂ０
．、ＫＮｂＯ，、β−ＢａＢｚＯ，、ＢａｚＮａＮｂｓ
Ｑ＋ｓ　　％　　Ｌｉｌ０１、旧０３、ＫＩｌｓＯａ　
　・４Ｈ２０、ニオブ酸カリウムリチウム、尿素、また
、Ｍをに、　Ｒｈ、　ＴＩから成る群より選び、ｘｔ−
ｐ及びＡｓから成る群より選んだときにＭＴｉＯ（ＸＯ
４）の化学式で表わされる化合物があるが、それらに限
定されるものではない。

２つの異なる周波数Ｗ、及びｗｔを有する放射に関して
、所定の非線形光学材料における光混合プロセスの種類
ごとに位相整合条件が通常具なることは言うまでもない
。例えば、Ｗ、がｗ２より大きい場合、和周波数生成（
Ｗ：ｌ　＝Ｗ＋’　＋Ｗ！　）のための位相整合条件と
、差周波数生成（Ｗ４−Ｗ、−Ｗ２　）のための位相整
合条件とは、Ｗ、とｗ４とが異なるために通常は同一で
はない。実際、所定の非線形光学材料において光混合プ
ロセスによっては申し分のない位相整合条件及び光のト
ランスバーレンジ−も他の光混合プロセスに対してはそ
うではない。従って、位相整合条件の制御によって所望
の光混合プロセスを得ることができる。

所定の光混合プロセスに関する非線形光学材料の選択と
位相整合の手順及び基準は従来の通りである。

本発明の好ましい一実施例においては、入力放射１と入
力放射９は共に偏光され、その偏光は非線形光学材料８
における光混合の効率が最も良くなるように調整される
。例えば、和周波数生成の場合、この偏光は第二種位相
整合については直交方向、第一種位相整合については同
一方向に実施されなければならない。偏光が行われない
場合には、従来の何らかの手段により、例えば、人力放
射１及び９に対して光空胴共振器の内部でブルースター
板を使用することにより入力放射を偏光することができ
る。しかしながら、適切な放射源を使用すれば、その多
くから発する人力放射１及び９は自ら偏光される。例え
ば、従来のレーザーダイオードや、従来のマルチストラ
イプレーザーダイオードアレイから発するコヒーレント
放射は、本来、適切な向きに設定されたネオジムドープ
ＹＡＬＯ又はＹＬＦレーザント材料からのレーザー放射
と同様に偏光される。

ミラー６及び７により規定される外部光空胴共振器は、
（ａ）入力放射１又は９のいずれかに対して、（ｂ）人
力放射ｌ及び９の双方に対して、（ｃ）入力放射ｌ又は
９のいずれか及び出力放射１４に対して、若しくは（ｄ
）入力放射１及び９並びに出力放射１４に対して共振器
として機能する。但し、第１図に関する以下の説明の中
では、簡明を朋するために、外部光空胴共振器は入力放
射１に対してのみ共振するものとして話を進める。

入力放射１に対してのみ外部光空胴共振器が共振する場
合、ミラー６及び７は入力放射１に対して高い反射率を
示し、人力放射９及び出力放射１４に対しては高い透過
率を示す。通常、人力ミラー６は入力放射ｌの波長で低
い透過率を有し、゛理論上は、入力放射１の戻り反射を
ゼロにするためにこの透過率を調整することができる。

しかしながら、この条件は実際に実施するのが困難であ
るので、必要に応じて、光アイソレータ−４の使用によ
り放射ｍｚを外部光空胴共振器から分誦することができ
る。この実施例では、外部空胴共振器から入力放射９の
大量の戻り反射が起こらない限り、光アイソレータ−１
３は不要である。

入力放射ｌに対してのは共振する外部空胴共振器の場合
、ミラー６及び７により規定される外部空胴共振器は入
力放射１に関してファプリー・ペロー共振条件を満たし
ていなければならない。この共振条件を満たすための周
波数整合は、外部空胴共振器又は放射源２の光空胴共振
器のいずれか一方の光路長を従来の手段により、例えば
温度変化により、或いは空胴共振器ミラーの一方に取付
けられる圧電変換器等の電気機械手段により調整するこ
とによって得ることができる。−例として、入力放射１
と外部空胴共振器との周波数整合と、非線形光学材料８
の位相整合の双方に温度変化を利用する場合を考えると
、好ましい一実施例においては、外部空胴共振器を必要
とされる位相整合温度で安定させるとともに、ファプリ
ー・ペロー共振条件を満たすために放射源２の光空胴共
振器の光路長を温度調整する。

９０度屈曲ミラー５は、人力放射９に対して高い反射率
を示すが、入力放射１をほぼ透過するように構成される
。例えば、９０度屈曲ミラー５を適切な基板の上に設け
た適切な誘電被覆膜から形成することができる。但し、
９０度屈曲ミラー５は本発明の不可欠な要素ではなく、
９０度屈曲ミラー５を設けないときには、入力放射１及
び９を、ミラー６及び７により規定される外部空胴共振
器に入射させるための何らかの都合の良い方法を利用す
ることができる。

入力放射１又は９の変調により、光混合出力放射１４を
容易に変調させることができる。入力放射を生成するた
めにレーザーダイオード又はレーザーダイオードアレイ
を使用する場合、そのレーザーダイオード又はレーザー
ダイオードアレイに給電する電源の変調によりそのよう
な変調を生じさせることができる、レーザーダイオード
及びレーザーダイオードプレイからの出力をＯＨｚから
ｌ０ｆｌｚを越える範囲にわたり変調させるために従来
の手段を利用でき、そのような変調手段を使用する構成
はいずれも本発明の好ましい実施例となる。

或いは、レーザント材料のレージングにより発せられる
入力放射１をＱスイッチング、利得スイッチング又はモ
ードロ゛ツキング等の従来の方法で変調させることによ
り、光混合出力放射１４を変調させることも可能である
。

第１図に示される特定の一実施例においては、放射源２
はネオジムをドープした単一周波数のＹＡＧレーザーで
あって、その出力は偏光される。

このＹへＧレーザーは１１０６４ｎの波長で動作し、レ
ーザーの出力周波数をミラー６及び７により規定される
外部空胴共振器の１つの自由スペクトル範囲にわたり調
整する従来の手段と関連している。

放射源２からの入力放射１は成形プラスチック又はガラ
スから成る非球面レンズ、或いは屈折率分布形レンズに
より、その出力モードが外部空胴共振器のＴＥＭ。。モ
ードと整合するように集束される。

放射′ａ２としてのレーザーは永久磁石ファラデーアイ
ソレーター、四分の一波長板又はその他の従来の光分離
手段により外部空胴共振器から分離される。８１０ｎｍ
の波長を有する入力放射９は５ＨＡＩ？１）ＬＴ−０１
５レーザーダイオードにより形成される放射源ｌＯから
生成される。集束手段１２を成す光学系はレーザーダイ
オード１０からの非点出力（入力放射）９をＴＥＭ。。

モードに変換し、これはそのモードが外部空胴共振器の
モードとできる限り密接に重複するように集束される。

光アイソレータ−１３は使用されない。９０度屈曲ミラ
ー５は、放射源２からの放射の周波数及び偏光に対して
高い透過率を示し、レーザーダイオード１０からの放射
の波長及び偏光に対しては高い反射率を示すダイクロイ
ンクビームスプリッタ−である。

外部空胴共振器の入力ミラー６の曲率半径は約１ｃｍで
あり、その透過率は１１０６４ｎの波長を有する放射に
対しては約０．５〜約３％の範囲にあるが、８１０ｎｍ
の波長を有する放射に対しては非常に高くなる。外部空
胴共振器の出力ミラー７は約１ｃｍの曲率半径を有し、
１１０６４ｎの波長を有する放射に対して高い反射率を
示すが、和周波数生成により生成される４６０ｎｍの波
長を有する放射に対しては高い透過率を示す。ミラー６
及び７の間隔は、外部空胴共振器の内部のビーム中央く
びれ部が非線形光学材料８の長さに関して共焦条件を満
たすように調整される。非線形光学材料８はリン酸カリ
ウムチタニルから成る菱面体プリズムであって、８１０
ｎｍの波長の放射と１１０６４ｎの波長の放射との組合
せにより和周波数生成を成すように方向を設定され、入
力面１５と出力面１６の双方の面には１１０６４ｎの波
長の放射に対する反射防止膜が設けられ、物理的には外
部空胴共振器の中心に配置されている。外部空胴共振器
の光路長は、ミラー６及び７を機械的に剛性の構造の中
に固定するとともに、その温度を従来の手段により正確
に制御することにより安定化される。放射源２は外部空
胴共振器と共振するように調整される。

最終的に、４６０ｎｍの波長を有する和周波数出力放射
１４がミラー７を介して透過される。

第２図は本発明の第２の実施例を概略的に示すが、この
場合、第１図に示される線形定在波空胴共振器の代わり
に外部空胴共振器として進行波リング空胴共振器を使用
している。第２図に関して説明すると、放射源２１から
のコヒーレント入力放射２０は集束手段２２により集束
され、屈曲ミラー２３を通過した後、ミラー２４．２５
及び２６により規定される外部光空胴共振器の内部に入
射する。放射源２８及び２９からのコヒーレント入力放
射２７は集束手段３０により集束され、屈曲ミラー２３
で反射された後、外部空胴共振器に入射する。放射源２
８及び２９はレーザーダイオード、レーザーダイオード
アレイ及びダイオードポンピング形固体レーザーから成
る群より選ばれる。例えば、放射源２８をレーザーダイ
オードとし、放射源２９をそれに関連する熱電冷却器と
することができる。入力放射２０及び入力放射２７は、
所望の光混合プロセスを実行するために位相整合されて
いる非線形光学材料３１において光混合され、その光混
合放射は出力放射３２としてミラー２５を通過する。

第２図に示される実施例では、外部空胴共振器（ミラー
２４．２５及び２６により規定される）の内部の放射線
のビームは一方向にのみ進行し、戻り反射ビーム３３は
放射源２１並びに放射源２８及び２９からの入力放射と
は同一の線上にない。

・　従って、これらの放射源は外部共振器からの光学的
に分離されていることになる。外部リング空胴共振器か
らの戻り反射ビーム３３を利用して、外部空胴共振器に
おける共振条件を監視することができる。これは、問題
となる人力放射の波長では、戻り反射ビーム３３の強さ
と位相が共に外部空胴共振器と入力ビームとの周波数整
合の状態により決定されるからである。

第３図は本発明の第３の実施例を概略的に示すが、この
場合には、ビームスプリッタ−を使用することにより、
出力放射は外部空胴共振器の内部の光混合放射から分離
される。第３図に関して説明すると、人力放射源４１か
らのコヒーレント人力放射４０は集束手段４２により集
束され、屈曲ミラー４３を通過した後、ミラー４４．４
５．４６及び４７により規定される外部空胴共振器に入
射する。放射源４９及び５０からのコヒーレント入力放
射４８は集束手段５１により集束され、屈曲ミラー４３
で反射された後、外部空胴共振器に入射する。放射源４
９及び５０は、レーザーダイオード、レーザーダイオー
ドアレイ及びダイオードポンピング形固体レーザーから
成る群より選ばれる。例えば、放射源４９をレーザーダ
イオードとし、放射源５０をそれに関連する熱電冷却器
とすることができる。ビームスプリンター５２及び５３
は入力放射４０及び４８をほぼ透過するが、光混合出力
放射５６に対しては高い反射率を示す。

入力放射４０及び入力放射４８は、所望の光混合プロセ
スを実行するために抵抗加熱器５５を使用することによ
り温度同調される非線形光学材料５４において光混合さ
れ、光混合出力放射５６はミラー４６を通過する。

第３図に示される実施例では、外部空胴共振器は、（ａ
）入力放射４０又は人力放射４８のいずれか一方に対し
て、（ｂ）入力放射４０と入力放射４８の双方に対して
、（ｃ）入力放射４０又は入力放射４８のいずれか一方
及び出力放射５６に対して、或いは（ｄ）入力放射４０
及び４８並びに出力放射５６に対して共振することがで
きる。

□入力放射４０及び光混合出力放射５６に対して共振す
る外部空胴共振器の場合、ミラー４４．４５．４６及び
４７は次のような特性を有することができる。

ミラー　　　　　　　　　特性 ４４　人力放射４０に対し約９９％の反射率を示し、人
力放射４８をほぼ透過する。

４５　人力放射４０に対し高い反射率を示す。

４６　出力放射５６に対し約９９％の反射率を示す。

４７　出力放射５６に対し高い反射率を示す。

このような二重共振外部空胴共振器の場合、入力放射４
０がミラー４４とミラー４５との間で共振するのに対し
、光混合出力放射５６はミラー４６とミラー４７との間
で共振する。人力放射４０及び４８と光混合出力放射５
６とに対して共振する外部空胴共振器では、ミラー４４
．４５．４６及び４７は次のような特性を有することが
できる。

ミラー　　　　　　　　　特性 ４４　人力放射４０に対し約９９％の反射率を示し、人
力放射４８の約１〜２０％を透過する。

４５　人力放射４０及び４日に対し高い反射率を示す。

４６　出力放射５６に対し約１〜２０％の透過する。

４７　出力放射５６に対し高い反射率を示す。

このような三重共振外部空胴共振器の場合、入力放射４
０及び４８がミラー４４とミラー４５との間で共振する
のに対し、光混合出力放射５６はミラー４Ｇとミラー４
７との間で共振する。

〔発明の効果〕

本発明により、スペクトルの赤外部分、可視部分及び紫
外部分で動作でき、且つＯＨｚからＩＧＨｚを越える範
囲の変調速度が可能であって、しがも効率良く、コンパ
クトで、信願性の高いレーザー装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるコヒーレント光放射
生成装置の概略図、第２図は第２の実施例によるコヒー
レント光放射生成装置の概略図、第３図は第３の実施例
によるコヒーレント光放射生成装置の概略図である。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−−・・・−・−−−−−−一−コヒーレン
ト入力放射２・・・−・−・−−−一−−−−−放射源
５−・−・・・−・−・屈曲ミラー ８−−−−−・・−・−・・−−−−−一非線形光学材
料９・・−・−・−・・−・コヒーレント入力放射１０
．１１−＝−−−−−−−放射源 １４−　　・−−−−−−−−−一・出力放射２０　＝
−−−−−一−・−−−一−−コヒーレント入力放射２
１−−−−一・・・−ｍ−−−−−・・放射源２３−−
−−−−・＝−−−−−・−屈曲ミラー２７−−−−−
−−−・・−コヒーレント入力放射２８．２９−−−−
一放射源 ３１−・・−・−・・・−非線形光学材料３２−−−−
−−−、−　　出力放射 ４０−−−一・・＝−−−−一−−−−コヒーレント人
力放射４１・−＝−・・−・−放射源 ４３−’−−−−・−−−−−一−−屈曲ミラー４８−
・−−−−−−−・・・−一一−−コヒーレント入力放
射４９．５０−一−−−〜・・−放射源 ５４−−〜−−−−−−−−−非線形光学材料５６−−
−−−−−−、−・−出力放射である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）第１の周波数ｗ＿１のコヒーレント光放射を
   第１の放射源から生成する工程と、 （ｂ）レーザーダイオード、レーザーダイオードアレイ
   及びダイオードポンピング形固体レーザーから成る群よ
   り選ばれた第２の放射源から第２の周波数ｗ＿２のコヒ
   ーレント光放射を生成する工程と、 （ｃ）前記第１及び第２の放射源の構成要素として利用
   されるもの全てから分離されている光空胴共振器の内部
   へ前記第１及び第２の周波数の光放射を導入する工程と
   、 （ｄ）前記第１の周波数の光放射及び前記第２の周波数
   の光放射を前記光空胴共振器の内部に収容された非線形
   光学材料と互いに作用させて、第３の周波数ｗ＿３のコ
   ヒーレント光放射を生成する工程とを夫々具備するコヒ
   ーレント光放射を生成する方法。 ２、前記光空胴共振器が、前記第１の周波数ｗ＿１の光
   放射に対しては共振するが、前記第２及び第３の周波数
   ｗ＿２及びｗ＿３の光放射に対しては共振しないことを
   特徴とする請求項１記載の方法。 ３、前記光空胴共振器が、前記第１及び第２の周波数ｗ
   ＿１及びｗ＿２の光放射に対しては共振するが、前記第
   ３の周波数ｗ＿３の光放射に対しては共振しないことを
   特徴とする請求項１記載の方法。 ４、前記光空胴共振器が、前記第１、第２及び第３の周
   波数ｗ＿１、ｗ＿２及びｗ＿３の光放射に対して共振す
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、ｗ＿３＝ｗ＿１＋ｗ＿２であることを特徴とする請
   求項１記載の方法。 ６、ｗ＿３がｗ＿１とｗ＿２との差であることを特徴と
   する請求項１記載の方法。 ７、前記第１の周波数の光放射が、固体レーザント材料
   を光ポンピングすることにより生成されることを特徴と
   する請求項１記載の方法。 ８、前記固体レーザント材料が、レーザーダイオード、
   発光ダイオード及びレーザーダイオードアレイから成る
   群より選ばれた少なくとも１つのデバイスから構成され
   る光ポンピング手段により光ポンピングされることを特
   徴とする請求項７記載の方法。 ９、前記固体レーザント材料が、ネオジムをドープした
   ＹＡＧ、ネオジムをドープしたＹＡＬＯ及びネオジムを
   ドープしたＹＬＦから成る群より選ばれたものであるこ
   とを特徴とする請求項７記載の方法。 １０、前記第１の周波数の光放射が、レーザーダイオー
   ド及びレーザーダイオードアレイから成る群より選ばれ
   た放射源によって生成されることを特徴とする請求項１
   記載の方法。 １１、前記第２の周波数の光放射が、レーザーダイオー
   ド及びレーザーダイオードアレイから成る群より選ばれ
   た放射源から生成されることを特徴とする請求項１記載
   の方法。 １２、前記第２の周波数の光放射の放射源の温度を調整
   し且つ制御することにより前記第２の周波数ｗ＿２を調
   整し且つ制御する工程を更に具備することを特徴とする
   請求項１１記載の方法。 １３、前記第２の周波数の光放射を変調することにより
   前記第３の周波数の光放射を変調する工程を更に具備す
   ることを特徴とする請求項１１記載の方法。 １４、前記第２の周波数の光放射が、ダイオードポンピ
   ング形周波数２倍固体レーザーから生成されることを特
   徴とする請求項１記載の方法。 １５、前記第３の周波数の光放射の生成を最適化するた
   めに、前記第１の周波数の光放射の偏光と前記第２の周
   波数の光放射の偏光を調整し且つ制御する工程を更に具
   備することを特徴とする請求項１記載の方法。 １６、前記非線形光学材料がリン酸カリウムチタニルか
   ら成ることを特徴とする請求項１記載の方法。 １７、（ａ）第１の周波数ｗ＿１のコヒーレント光放射
   を生成する手段と、 （ｂ）レーザーダイオード、レーザーダイオードアレイ
   及びダイオードポンピング形固体レーザーから成る群よ
   り選ばれた第２の周波数ｗ＿２のコヒーレント光放射を
   生成する手段と、 （ｃ）前記第１及び第２の周波数のコヒーレント光放射
   を生成する手段の構成要素として利用されるもの全てか
   ら分離された光空胴共振器と、 （ｄ）前記第１の周波数のコヒーレント光放射及び前記
   第２の周波数のコヒーレント光放射を前記光空胴共振器
   の内部へ導入する手段と、 （ｅ）前記光空胴共振器の内部にあって、第３の周波数
   ｗ＿３のコヒーレント光放射を生成するために前記第１
   の周波数のコヒーレント光放射及び前記第２の周波数の
   コヒーレント光放射と互いに作用するように配置された
   非線形光学手段とを夫々具備するコヒーレント光放射を
   生成する装置。 １８、前記光空胴共振器が、前記第１の周波数ｗ＿１の
   光放射に対しては共振するが、前記第２及び第３の周波
   数ｗ＿２及びｗ＿３の光放射に対しては共振しないこと
   を特徴とする請求項１７記載の装置。 １９、前記光空胴共振器が、前記第１及び第２の周波数
   ｗ＿１及びｗ＿２の光放射に対しては共振するが、前記
   第３の周波数ｗ＿３の光放射に対しては共振しないこと
   を特徴とする請求項１７記載の装置。 ２０、前記光空胴共振器が、前記第１、第２及び第３の
   周波数ｗ＿１、ｗ＿２及びｗ＿３の光放射に対して共振
   することを特徴とする請求項１７記載の装置。 ２１、ｗ＿３＝ｗ＿１＋ｗ＿２であることを特徴とする
   請求項１７記載の装置。 ２２、ｗ＿３がｗ＿１とｗ＿２との差であることを特徴
   とする請求項１７記載の装置。 ２３、前記第１（７）周波数のコヒーレント光放射を生
   成する手段が、レーザーダイオード、発光ダイオード及
   びレーザーダイオードアレイから成る群より選ばれた少
   なくとも１つのデバイスから構成される光ポンピング手
   段により光ポンピングされる固体レーザント材料を具備
   することを特徴とする請求項１７記載の装置。 ２４、前記固体レーザント材料が、ネオジムをドープし
   たＹＡＧ、ネオジムをドープしたＹＡＬＯ及びネオジム
   をドープしたＹＬＦから成る群より選ばれたものである
   ことを特徴とする請求項２３記載の装置。 ２５、前記第２の周波数のコヒーレント光放射を生成す
   る手段が、レーザーダイオード及びレーザーダイオード
   アレイから成る群より選ばれたものであることを特徴と
   する請求項１７記載の装置。 ２６、前記第２の周波数のコヒーレント光放射を生成す
   る手段の温度を調整し且つ制御する温度制御手段を更に
   具備することを特徴とする請求項２５記載の装置。 ２７、前記第２の周波数のコヒーレント光放射を変調す
   る手段を更に具備することを特徴とする請求項２５記載
   の装置。 ２８、前記第２の周波数のコヒーレント光放射を生成す
   る手段がダイオードポンピング形周波数２倍固体レーザ
   ーであることを特徴とする請求項１７記載の装置。 ２９、前記第１の周波数のコヒーレント光放射の偏光と
   前記第２の周波数のコヒーレント光放射の偏光を調整し
   且つ制御する工程を更に具備することを特徴とする請求
   項１７記載の装置。 ３０、前記非線形光学材料がリン酸カリウムチタニルか
   ら構成されていることを特徴とする請求項１７記載の装
   置。