JPH02126242A - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
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- JPH02126242A JPH02126242A JP63280053A JP28005388A JPH02126242A JP H02126242 A JPH02126242 A JP H02126242A JP 63280053 A JP63280053 A JP 63280053A JP 28005388 A JP28005388 A JP 28005388A JP H02126242 A JPH02126242 A JP H02126242A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 41
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
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- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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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。
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」
本発明は非線形光学結晶を用いてレーザ光を効率よく第
3高調波に変換するための光波長変換装置に関するもの
である。
3高調波に変換するための光波長変換装置に関するもの
である。
「従来の技術」
従来、第S図に示すように、 Nd−YAGレーザ発振
器(1)から1064n腫のレーザ光を第1の非線形光
学結晶(2)に入射すると、この基本波の第2高調波で
ある532nmの光が発生し、さらにこの第2高調波と
基本波を第2の非線形光学結晶(3)に入射させて第3
高調波である355nmの光が発生する現象は第3高調
波発生装置として知られている。しかし、レーザ光を第
1、第2の非線形光学結晶(2)(3)に入射させるだ
けでは基本波(ω)、第2高調波(2ω)、第3高調波
(3ω)と3つの波長の光が発生し、目的とする第3高
調波(3ω)の発生効率が低い、そのため、高出力のレ
ーザ光を用いたり。
器(1)から1064n腫のレーザ光を第1の非線形光
学結晶(2)に入射すると、この基本波の第2高調波で
ある532nmの光が発生し、さらにこの第2高調波と
基本波を第2の非線形光学結晶(3)に入射させて第3
高調波である355nmの光が発生する現象は第3高調
波発生装置として知られている。しかし、レーザ光を第
1、第2の非線形光学結晶(2)(3)に入射させるだ
けでは基本波(ω)、第2高調波(2ω)、第3高調波
(3ω)と3つの波長の光が発生し、目的とする第3高
調波(3ω)の発生効率が低い、そのため、高出力のレ
ーザ光を用いたり。
ビームを集光したりすることが必要であった。低出力の
レーザ光でも効率良く第2高調波を出力する装置として
、第5図に示す第2高調波発生装置(4)も従来から知
られていた。この装置は例えば10640鵬のレーザ光
を出力するNd−YAGレーザ発振器(1)と第2高調
波を得るための非線形光学結晶(2)とを、第1、第2
のミラー(5)(6)からなるレーザ共振器(7)内に
配置させるようにしたものである。
レーザ光でも効率良く第2高調波を出力する装置として
、第5図に示す第2高調波発生装置(4)も従来から知
られていた。この装置は例えば10640鵬のレーザ光
を出力するNd−YAGレーザ発振器(1)と第2高調
波を得るための非線形光学結晶(2)とを、第1、第2
のミラー(5)(6)からなるレーザ共振器(7)内に
配置させるようにしたものである。
そして、第1のミラー(5)は1064n園を全反射し
。
。
第2のミラー(2)は11064nを全反射するが第2
高調波の532nmを通過する特性を有するものを用い
ることにより、第2高調波(2ω)だけが効率良く出力
する。
高調波の532nmを通過する特性を有するものを用い
ることにより、第2高調波(2ω)だけが効率良く出力
する。
しかし、この第2高調波のレーザ出力をさらに第2の非
線形光学結晶に入射しても、第:3高調波の変換効率は
まだ小さかった。
線形光学結晶に入射しても、第:3高調波の変換効率は
まだ小さかった。
「発明が解決しようとする課題」
従来のような方法では第3高調波だけを効率良く変換で
きないという問題点があった。
きないという問題点があった。
本発明は第3高調波の光に効率よく変換するための装置
を得ることを目的とするものである。
を得ることを目的とするものである。
「課題を解決するための手段」
本発明は基本波レーザ発生器と、基本波を第2高調波に
変換する第1の非線形光学結晶と、第2高調波を第3高
調波に変換する第2の非線形光学結晶とを、基本波を全
反射する第1、第2のミラー間に配置して基本波レーザ
共振器を形成し、前記第1非線形光学結晶と第2非縁形
光学結晶とを。
変換する第1の非線形光学結晶と、第2高調波を第3高
調波に変換する第2の非線形光学結晶とを、基本波を全
反射する第1、第2のミラー間に配置して基本波レーザ
共振器を形成し、前記第1非線形光学結晶と第2非縁形
光学結晶とを。
第2高調波を全反射する第3のミラーと第2高調波を全
反射し第3高調波を透過する第4のミラー間に配置して
高調波レーザ共振器を形成してなるものである。
反射し第3高調波を透過する第4のミラー間に配置して
高調波レーザ共振器を形成してなるものである。
「作用」
Nd−YAGロッドから発した基本波(1064na)
のレーザ光は第1ミラーと第2ミラーからなる基本波レ
ーザ共振器内を往復し第1非線形光学結晶によって第2
高調波(532nm)に変換されるとともに、第2非線
形光学結晶によ−)て第3′Il&iX波(355nm
)し;変換される。変換された第2、第3高調波は第3
ミラーと第4ミラーからなる高調波レーザ共振器内を往
復する。そして第;3高調波(355nm)だけが第4
ミラーを透過して、レーザ光として出力される。
のレーザ光は第1ミラーと第2ミラーからなる基本波レ
ーザ共振器内を往復し第1非線形光学結晶によって第2
高調波(532nm)に変換されるとともに、第2非線
形光学結晶によ−)て第3′Il&iX波(355nm
)し;変換される。変換された第2、第3高調波は第3
ミラーと第4ミラーからなる高調波レーザ共振器内を往
復する。そして第;3高調波(355nm)だけが第4
ミラーを透過して、レーザ光として出力される。
「実施例」
以下1本発明の実施例を第1図ないし第4図に基づいて
説明する。第1図はすべての素子を直線的な光軸(10
)上に配置した場合の変換装置の第1実施例を示すもの
で、第1ミラー(11)と第2ミラ・(12)により挟
まれた基本波レーザ共振器(15)と。
説明する。第1図はすべての素子を直線的な光軸(10
)上に配置した場合の変換装置の第1実施例を示すもの
で、第1ミラー(11)と第2ミラ・(12)により挟
まれた基本波レーザ共振器(15)と。
第3ミラー(13)と第4ミラー(14)とで挟まれた
高調波レーザ共振器(16)とが互いに一部を重合して
形成している。すなわち第1ミラー(11)・基本波レ
ーザ発振器(17)・第3ミラー(13)・第3高調波
用第2の非線形光学結晶(19)・第2高調波用第1の
非線形光学結晶(18)・第2ミラー(12)・第4ミ
ラー(14)の順に直線的に拉べられている。
高調波レーザ共振器(16)とが互いに一部を重合して
形成している。すなわち第1ミラー(11)・基本波レ
ーザ発振器(17)・第3ミラー(13)・第3高調波
用第2の非線形光学結晶(19)・第2高調波用第1の
非線形光学結晶(18)・第2ミラー(12)・第4ミ
ラー(14)の順に直線的に拉べられている。
前Re基本波レーザ発振器(17)として例えば106
4n+aの基本波を発振するNd−YAGロッドが設置
され、また第1、第2の非線形光学結晶(18)(19
)にはβ−8aBイ04結晶が用いられる。この結晶は
紫外域(約20Onm)まで透明であり、355nmの
光に対しても吸収はない。前記第1非線形光学結晶(1
8)は基本波(1064nm)の第2高調波(532n
@)が得られる。第4図において結晶軸をZ軸方向にと
ると、このときの位相整合角(0重)は約26゛でこの
方向が入射波の波面法線方向となる。また、入射角の電
界ベクトルの振動方向がZ軸に垂直になるように結晶を
配置する。得られる第2高調波の振動方向は基本波と直
交する。さらに、この結晶(18)の人出射面には基本
波、第2高調波、第3高調波に対して損失をなくするた
め反射防止膜が塗布されている。
4n+aの基本波を発振するNd−YAGロッドが設置
され、また第1、第2の非線形光学結晶(18)(19
)にはβ−8aBイ04結晶が用いられる。この結晶は
紫外域(約20Onm)まで透明であり、355nmの
光に対しても吸収はない。前記第1非線形光学結晶(1
8)は基本波(1064nm)の第2高調波(532n
@)が得られる。第4図において結晶軸をZ軸方向にと
ると、このときの位相整合角(0重)は約26゛でこの
方向が入射波の波面法線方向となる。また、入射角の電
界ベクトルの振動方向がZ軸に垂直になるように結晶を
配置する。得られる第2高調波の振動方向は基本波と直
交する。さらに、この結晶(18)の人出射面には基本
波、第2高調波、第3高調波に対して損失をなくするた
め反射防止膜が塗布されている。
前記第2非線形光学結晶(19)は基本波(1064n
m)と第2高調波(532nm)から第3高調波(35
5nm)光を得るが、非線形光学効果が最大となるよう
に位相整合角O11!39°とする。同時に第3高調波
(355nm)光の電界ベクトルの振動方向は基本波(
1064rv+)光と同じであり、また、第2高調波(
532nw)光と直交する。なお、電界ベクトルの振動
方向は第1図中、黒丸印が紙面に垂直方向、交差する短
い直線が紙面内方向を示している。さらに、この結晶(
19)の入射出面にも前記同様反射防止膜が塗布されて
いる。前記第1.第2、第3および第4ミラー(11)
(12) (13) (14)は例えば多層膜ミラーか
らなり。
m)と第2高調波(532nm)から第3高調波(35
5nm)光を得るが、非線形光学効果が最大となるよう
に位相整合角O11!39°とする。同時に第3高調波
(355nm)光の電界ベクトルの振動方向は基本波(
1064rv+)光と同じであり、また、第2高調波(
532nw)光と直交する。なお、電界ベクトルの振動
方向は第1図中、黒丸印が紙面に垂直方向、交差する短
い直線が紙面内方向を示している。さらに、この結晶(
19)の入射出面にも前記同様反射防止膜が塗布されて
いる。前記第1.第2、第3および第4ミラー(11)
(12) (13) (14)は例えば多層膜ミラーか
らなり。
法衣のような特性を有するものが用いられる。
なお、第2、第4ミラー(12) (14)を一体化し
て上記表の第5のミラー(20)の特性を有するものと
置換することができる。
て上記表の第5のミラー(20)の特性を有するものと
置換することができる。
つぎに、作用を説明する。
Nd−YAGロッド(17)から発した基本波(IQ6
4nm)のレーザ光は第3ミラー(13)を透過し、第
1、第2の非線形光学結晶(+8)(19)に入射する
と第2高調波(532nm)と第3高調波(355nm
)のレーザ光が出力する。基本波(1064nm)は第
1−1第2ミラー(11)(12)間で反射されて基本
波レーザ共振器(15)内を発振する。第2高調波(5
32r+11)は第3、第4ミラー(13) (14)
間で反射され、第2高調波レーザ共振器(16)内を発
振する。第3高調波(355nm)のレーザ光は第3ミ
ラー(13)で反射し、第2.第4ミラー(12) (
14)を透過して目的とする第3高調波(355nm)
のレーザ光として出力される。
4nm)のレーザ光は第3ミラー(13)を透過し、第
1、第2の非線形光学結晶(+8)(19)に入射する
と第2高調波(532nm)と第3高調波(355nm
)のレーザ光が出力する。基本波(1064nm)は第
1−1第2ミラー(11)(12)間で反射されて基本
波レーザ共振器(15)内を発振する。第2高調波(5
32r+11)は第3、第4ミラー(13) (14)
間で反射され、第2高調波レーザ共振器(16)内を発
振する。第3高調波(355nm)のレーザ光は第3ミ
ラー(13)で反射し、第2.第4ミラー(12) (
14)を透過して目的とする第3高調波(355nm)
のレーザ光として出力される。
つぎに第2図は光軸(10)を屈折用ミラー(21)で
90度屈折した第2実施例である。基本的には第1実施
例と同様であるが、各ミラーは下記の表のようなものが
用いられる。
90度屈折した第2実施例である。基本的には第1実施
例と同様であるが、各ミラーは下記の表のようなものが
用いられる。
第3の実施例は集光レンズ(22)と凹面鏡(23)を
用いてさらに効率の向上を図ったもので、その他は第2
図と同様である。なお、集光レンズ(22)は前記結晶
と同様1反射防止膜が塗布され、また。
用いてさらに効率の向上を図ったもので、その他は第2
図と同様である。なお、集光レンズ(22)は前記結晶
と同様1反射防止膜が塗布され、また。
レンズの焦点距離は結晶の長さ等を考慮して最適値が選
ばれる。
ばれる。
「発明の効果」
本発明は以上のように構成したので、第3高調波を無駄
なく高効率で変換できるという効果を有するものである
。
なく高効率で変換できるという効果を有するものである
。
第1図は本発明による光波長変換装置の第1実施例を示
す説明図、第2図および第3図はそれぞれ本発明の第2
.第3実施例を示す説明図、第4図は結晶の位相整合角
を説明するための説明図、第5図および第6図は従来例
を示す説明図である。 (11)・・・第1ミラー、(12)・・・第2ミラー
、 (13)・・・第3ミラー、 (14)・・・第4
ミラー、 (15)・・・基本波レーザ共振器、 (1
6)・・・高調波レーザ共振器、 (17)・・・基本
波レーザ発振器(Na:yAcロッド)、(18)・・
・第1非線形光学結晶、(19)・・・第2非線形光学
結111/い(20)・・・第5ミラー、(21)・・
・屈折用ミラー、(z2)・・・集光レンズ、 (23
)・・・凹面鏡。 出願人 浜松ホトニクス株式会社 手
す説明図、第2図および第3図はそれぞれ本発明の第2
.第3実施例を示す説明図、第4図は結晶の位相整合角
を説明するための説明図、第5図および第6図は従来例
を示す説明図である。 (11)・・・第1ミラー、(12)・・・第2ミラー
、 (13)・・・第3ミラー、 (14)・・・第4
ミラー、 (15)・・・基本波レーザ共振器、 (1
6)・・・高調波レーザ共振器、 (17)・・・基本
波レーザ発振器(Na:yAcロッド)、(18)・・
・第1非線形光学結晶、(19)・・・第2非線形光学
結111/い(20)・・・第5ミラー、(21)・・
・屈折用ミラー、(z2)・・・集光レンズ、 (23
)・・・凹面鏡。 出願人 浜松ホトニクス株式会社 手
Claims (5)
- (1)基本波レーザ発生器と、基本波を第2高調波に変
換する第1の非線形光学結晶と、第2高調波を第3高調
波に変換する第2の非線形光学結晶とを、基本波を全反
射する第1、第2のミラー間に配置して基本波レーザ共
振器を形成し、前記第1非線形光学結晶と第2非線形光
学結晶とを、第2高調波を全反射する第3のミラーと第
2高調波を全反射し第3高調波を透過する第4のミラー
間に配置して高調波レーザ共振器を形成してなることを
特徴とする光波長変換装置。 - (2)基本波レーザ発生器、第1の非線形光学結晶およ
び第2の非線形光学結晶を直線的な光軸上に配置し、か
つ第2、第4のミラーを、基本波と第2高調波を反射し
、第3高調波を透過する第5のミラーと置換した請求項
(1)記載の光波長変換装置。 - (3)基本波レーザ発生器と第1の非線形光学結晶の間
に、基本波を反射して光軸を屈折するための屈折用ミラ
ーを介在し、第5のミラーは基本波、第2高調波および
第3高調波を全反射するミラーからなり、第3ミラーは
第2高調波を全反射し、第3高調波を透過するものを前
記屈折用ミラーの透過光軸上に配置してなる請求項(2
)記載の光波長変換装置。 - (4)光軸上にビームを集光する集光レンズを介在して
なる請求項(1)、(2)または(3)記載の光波長変
換装置。 - (5)第1、第2、第3、第4、第5および屈折用ミラ
ーは目的の周波数特性となるように誘電体を多数積層し
て形成したものからなる請求項(1)、(2)、(3)
または(4)記載の光波長変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63280053A JPH02126242A (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | 光波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63280053A JPH02126242A (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | 光波長変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02126242A true JPH02126242A (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=17619647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63280053A Pending JPH02126242A (ja) | 1988-11-05 | 1988-11-05 | 光波長変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02126242A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5278852A (en) * | 1990-10-11 | 1994-01-11 | Kigre, Inc. | Intra-cavity high order harmonic laser |
JPH08171107A (ja) * | 1994-12-15 | 1996-07-02 | Nec Corp | 光波長変換装置 |
JPH10341054A (ja) * | 1997-06-10 | 1998-12-22 | Nikon Corp | 紫外レーザ装置及び半導体露光装置 |
US7715452B2 (en) | 2006-12-27 | 2010-05-11 | Omron Laserfront, Inc. | Intracavity wavelength conversion solid-state laser generator |
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