JPH02195332A - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
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- JPH02195332A JPH02195332A JP1573989A JP1573989A JPH02195332A JP H02195332 A JPH02195332 A JP H02195332A JP 1573989 A JP1573989 A JP 1573989A JP 1573989 A JP1573989 A JP 1573989A JP H02195332 A JPH02195332 A JP H02195332A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
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〕
この発明は高調波発生装置に関し、特に高調波発生の効
率の改善に関するものである。
率の改善に関するものである。
第７図は例えばＦ、ハンソン他“レーザダイオード サ
イドボンピング オブ ネオダイミウムレーザ ロンド
（Ｆ、 Ｈａｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ、 Ｌａ５ｅｒ
ｄｉｏｄｅｓｉｄｅ ｐｕｍｐｉｎｇ ｏｆ ｎ
ｅｏｄｙｍｉｕｍ １ａｓｅｒ ｒｏｄｓ″Ａｐｐ
ｌ １ｅｄＯｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ、２７． Ｎｏ、１（
１９８Ｂ））に示されたインターキャビテイ２倍高調波
発生装置を示す断面図であり、図において、１は基本波
発生装置、１）は固体レーザ媒質（ＹＡＧ ＲＯＤ）
、１２はレーザダイオード（ＬＤ） 、２は２倍高調
波発生素子、３１．３２．３３は共振器ミラーである。
イドボンピング オブ ネオダイミウムレーザ ロンド
（Ｆ、 Ｈａｎｓｏｎ ｅｔ ａｌ、 Ｌａ５ｅｒ
ｄｉｏｄｅｓｉｄｅ ｐｕｍｐｉｎｇ ｏｆ ｎ
ｅｏｄｙｍｉｕｍ １ａｓｅｒ ｒｏｄｓ″Ａｐｐ
ｌ １ｅｄＯｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ、２７． Ｎｏ、１（
１９８Ｂ））に示されたインターキャビテイ２倍高調波
発生装置を示す断面図であり、図において、１は基本波
発生装置、１）は固体レーザ媒質（ＹＡＧ ＲＯＤ）
、１２はレーザダイオード（ＬＤ） 、２は２倍高調
波発生素子、３１．３２．３３は共振器ミラーである。
次に動作について説明する。レーザダイオード（ＬＤ）
１２あるいは希ガスランプ等の光によって固体レーザ媒
質（ＹＡＧ ＲＯＤ）１）は光励起される。励起され
たエネルギーは共振器ミラー３１．３２．３３により共
振状態となり、ω波（ＹＡＧの場合１．０６μｍ）の光
となり、共振器内に蓄積される。ω波の一部は波長変換
素子２（例えばＫＴＰ）により２ω光（０，５３μｍ）
に変換される。ここで共振器ミラーとして次のようなミ
ラーを設定することにより、２ω波のみを高効率に取り
出すことができる。即ちミラー３１はω波に対し全反射
、ミラー３２はω波に対し全反射、２ω波に対し全透過
、ミラー３３はω、２ω波に対し全反射とする。
１２あるいは希ガスランプ等の光によって固体レーザ媒
質（ＹＡＧ ＲＯＤ）１）は光励起される。励起され
たエネルギーは共振器ミラー３１．３２．３３により共
振状態となり、ω波（ＹＡＧの場合１．０６μｍ）の光
となり、共振器内に蓄積される。ω波の一部は波長変換
素子２（例えばＫＴＰ）により２ω光（０，５３μｍ）
に変換される。ここで共振器ミラーとして次のようなミ
ラーを設定することにより、２ω波のみを高効率に取り
出すことができる。即ちミラー３１はω波に対し全反射
、ミラー３２はω波に対し全反射、２ω波に対し全透過
、ミラー３３はω、２ω波に対し全反射とする。
上記のようなミラー３１．３２．３３の組み合わせでは
ω波に対してミラーは全て全反射で構成されており、共
振器内にω波のエネルギーが閉じ込められる。このω波
の一部はＫＴＰ２により２ωに変換されるが発生した２
ω光のうちミラー３３方向に進んだ２ω光はミラー３３
に反射され、ミラー３２に進んだ光はそのままともにミ
ラー３２から外部に取り出される。ここで共振器内のω
波エネルギーの損失過程はミラー等の反射ロス等を無視
すると２ω光への変換のみとなり、理論的にω波のエネ
ルギーは１００％２ω波に変換されることになる。
ω波に対してミラーは全て全反射で構成されており、共
振器内にω波のエネルギーが閉じ込められる。このω波
の一部はＫＴＰ２により２ωに変換されるが発生した２
ω光のうちミラー３３方向に進んだ２ω光はミラー３３
に反射され、ミラー３２に進んだ光はそのままともにミ
ラー３２から外部に取り出される。ここで共振器内のω
波エネルギーの損失過程はミラー等の反射ロス等を無視
すると２ω光への変換のみとなり、理論的にω波のエネ
ルギーは１００％２ω波に変換されることになる。
前述のように、共振器内に高調波発生素子を挿入し、第
２高調波２ωを発生させる方法は高効率なω波→２ω波
変換を行なうことができることは知られている。しかし
、さらなる高調波発生には第８図に示すように共振器外
部での波長変換が行われる。かかる共振器外部での波長
変換では第９図に示すように変換効率は基本波のピーク
強度に依存し、変換効率を高めるためには基本波の強度
を高める必要がある。このため、例えば２ω光を照射し
て４ω光を発生する場合にはレンズ５等を介して２ω光
を集光して高調波発生素子４に照射し、４ω波として取
り出すことが一般的である。
２高調波２ωを発生させる方法は高効率なω波→２ω波
変換を行なうことができることは知られている。しかし
、さらなる高調波発生には第８図に示すように共振器外
部での波長変換が行われる。かかる共振器外部での波長
変換では第９図に示すように変換効率は基本波のピーク
強度に依存し、変換効率を高めるためには基本波の強度
を高める必要がある。このため、例えば２ω光を照射し
て４ω光を発生する場合にはレンズ５等を介して２ω光
を集光して高調波発生素子４に照射し、４ω波として取
り出すことが一般的である。
しかし、この場合には変換効率が極端に低くなる欠点が
あり、また波長変換素子４へのダメージを考慮すると大
出力化は不可能であった。
あり、また波長変換素子４へのダメージを考慮すると大
出力化は不可能であった。
従来の高調波発生装置における４ω発生装置は以上のよ
うに構成されているので４ω光への変換効率は非常に低
く、また変換効率を改善すべく２ω光の光強度を上げる
と波長変換素子を破壊してしまう等の問題点があった。
うに構成されているので４ω光への変換効率は非常に低
く、また変換効率を改善すべく２ω光の光強度を上げる
と波長変換素子を破壊してしまう等の問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高効率化かつ大出力化の可能な高調波発生装
置を得ることを目的とする。
たもので、高効率化かつ大出力化の可能な高調波発生装
置を得ることを目的とする。
（課題を解決するための手段〕
この発明に係る高調波発生装置は、外部に取り出す高調
波、例えば４倍高調波以外の波長の光、例えば基本波及
び２倍高調波をともにそれぞれ２個以上の反射面間に閉
じ込め、それぞれの反射面間に波長変換素子を配設して
、所望の高調波を取り出すようにしたものである。
波、例えば４倍高調波以外の波長の光、例えば基本波及
び２倍高調波をともにそれぞれ２個以上の反射面間に閉
じ込め、それぞれの反射面間に波長変換素子を配設して
、所望の高調波を取り出すようにしたものである。
この発明における高調波発生装置では、上述のように外
部に取り出す光（例えば、４倍高調波）以外の光（基本
波、２倍高調波）を反射面間に閉じ込め、必要な光（４
倍高調波）だけを有効に取り出すようにしたので、基本
波、２倍高調波の強度が小さくても効率よく４倍高調波
が得られ、波長変換素子へのダメージを小さくおさえた
まま大出力化が可能となる。
部に取り出す光（例えば、４倍高調波）以外の光（基本
波、２倍高調波）を反射面間に閉じ込め、必要な光（４
倍高調波）だけを有効に取り出すようにしたので、基本
波、２倍高調波の強度が小さくても効率よく４倍高調波
が得られ、波長変換素子へのダメージを小さくおさえた
まま大出力化が可能となる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例による高調波発生装置を
示しており、図において、１はω波発生装置、２は２倍
高調波発生素子（例えばＫＴＰ）、３１はω波及射鏡、
３３はω、２ω波反射鏡であり、これらは従来例の第７
図に示すものと同様である。４は２ω波−４ω波の２倍
高調波発生素子（例えばＢＢＯ）、３４はω波反射、２
ω波透過。
示しており、図において、１はω波発生装置、２は２倍
高調波発生素子（例えばＫＴＰ）、３１はω波及射鏡、
３３はω、２ω波反射鏡であり、これらは従来例の第７
図に示すものと同様である。４は２ω波−４ω波の２倍
高調波発生素子（例えばＢＢＯ）、３４はω波反射、２
ω波透過。
４ω波反射コートのなされたミラー、３５は２ω波、４
ω波反射コートのなされたミラーである。
ω波反射コートのなされたミラーである。
次に動作について説明する。ω波発生器１により発生さ
れたω波はミラー３１，３３．３４よりなる共振器によ
り閉じ込められ、波長変換素子２により発生した２ω波
は２ω波に対して透過コートのなされているミラー３４
からミラー３５に向かって出射される。この２ω波はミ
ラー３５．３３の間に閉じ込められ、その一部が波長変
換素子４により４ω波に変換される。４ω波に対してミ
ラー３４は反射コートがなされているため、発生した４
ω波のみが第１図のように取り出される。
れたω波はミラー３１，３３．３４よりなる共振器によ
り閉じ込められ、波長変換素子２により発生した２ω波
は２ω波に対して透過コートのなされているミラー３４
からミラー３５に向かって出射される。この２ω波はミ
ラー３５．３３の間に閉じ込められ、その一部が波長変
換素子４により４ω波に変換される。４ω波に対してミ
ラー３４は反射コートがなされているため、発生した４
ω波のみが第１図のように取り出される。
上述の如く、ω波、２ω波のエネルギーはそれぞれミラ
ー間によって閉じ込められるので、４ω波光のみを高効
率に外部に取り出すことができ、しかも波長変換素子に
ダメージを与えることな（、容易に大出力化することが
できる。
ー間によって閉じ込められるので、４ω波光のみを高効
率に外部に取り出すことができ、しかも波長変換素子に
ダメージを与えることな（、容易に大出力化することが
できる。
なお、波長変換素子端面での反射損失を低減するためＫ
ＴＰ２にはω、２ω波に対するＡＲコート、ＢＢＯ４に
は２ω、４ω波に対するＡＲコートが施されている。
ＴＰ２にはω、２ω波に対するＡＲコート、ＢＢＯ４に
は２ω、４ω波に対するＡＲコートが施されている。
また、上記第１の実施例ではミラーを用いてω波、２ω
波を閉じ込める場合について示したが、これは本発明の
第２の実施例として第２図に示すように波長変換素子２
の端面にω、２ω波反射コート２１．ω、２ω波透過コ
ート２２を施し、また波長変換素子４の端面に２ω、４
ω波反射コート４１２ω、４ω波透過コート４２を施す
ことによりω波、２ω波を閉じ込めるようにしても良（
、この場合においても上記第１の実施例と同様の効果を
奏する。
波を閉じ込める場合について示したが、これは本発明の
第２の実施例として第２図に示すように波長変換素子２
の端面にω、２ω波反射コート２１．ω、２ω波透過コ
ート２２を施し、また波長変換素子４の端面に２ω、４
ω波反射コート４１２ω、４ω波透過コート４２を施す
ことによりω波、２ω波を閉じ込めるようにしても良（
、この場合においても上記第１の実施例と同様の効果を
奏する。
また、本発明の第３の実施例として第３図に示すように
、ミラー３４と波長変換素子４との間にレンズ６を挿入
すると、波長変換素子４でのビームスポット径を小さく
できるので、上記第１及び第２の実施例の効果に加えて
変換効率をさらに向上させることが可能となる。
、ミラー３４と波長変換素子４との間にレンズ６を挿入
すると、波長変換素子４でのビームスポット径を小さく
できるので、上記第１及び第２の実施例の効果に加えて
変換効率をさらに向上させることが可能となる。
また、上記第１．第２．及び第３の実施例におけるω波
反射、２ω波透過、４ω波反射ミラー３４は高価なもの
になるが、これは本発明の第４の実施例として第４図に
示すように、２ω波透過。
反射、２ω波透過、４ω波反射ミラー３４は高価なもの
になるが、これは本発明の第４の実施例として第４図に
示すように、２ω波透過。
４ω波反射ミラー３６を１枚挿入することにより、ω波
反射、２ω波透過ミラー３７．２ω波反射。
反射、２ω波透過ミラー３７．２ω波反射。
４ω波透過ミラー３８と市販の安価なミラーを使用する
ことが可能となる。
ことが可能となる。
さらに本発明は、上記第１ないし第４の実施例に示すよ
うに４ω波を取り出すだけに限らず、第５の実施例とし
て第５図に示すように、４ω波を４ω、８ω波反射ミラ
ー３９と２ω、４ω波反射ミラー３５との間に閉じ込め
るようにし、波長変換素子７と４ω波透過、８ω波反射
ミラー３１０とを用いることにより、８ω波出力を取り
出すことも可能である。
うに４ω波を取り出すだけに限らず、第５の実施例とし
て第５図に示すように、４ω波を４ω、８ω波反射ミラ
ー３９と２ω、４ω波反射ミラー３５との間に閉じ込め
るようにし、波長変換素子７と４ω波透過、８ω波反射
ミラー３１０とを用いることにより、８ω波出力を取り
出すことも可能である。
また、本発明は第６の実施例として第６図に示すように
、ω波反射ミラー３１、ω波透過、２ω波反射ミラー３
２０．ω波反射、２ω波透過、４ω波反射ミラー３３０
、及び２ω波反射、４ω波透過ミラー３８によるミラー
構成とすることによりシンプルなキャビティを組むよう
にしてもよく、上記の実施例と同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
、ω波反射ミラー３１、ω波透過、２ω波反射ミラー３
２０．ω波反射、２ω波透過、４ω波反射ミラー３３０
、及び２ω波反射、４ω波透過ミラー３８によるミラー
構成とすることによりシンプルなキャビティを組むよう
にしてもよく、上記の実施例と同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
以上のようにこの発明によれば、最終的に必要な高調波
以外の波長の光をそれぞれ２個以上の反射面によって閉
じ込め、それぞれの反射面間に波長変換素子を配設し、
必要な高調波のみを外部に取り出す構成としたので、高
出力の高調波を高効率で発生することができる高調波発
生器が得られる効果がある。
以外の波長の光をそれぞれ２個以上の反射面によって閉
じ込め、それぞれの反射面間に波長変換素子を配設し、
必要な高調波のみを外部に取り出す構成としたので、高
出力の高調波を高効率で発生することができる高調波発
生器が得られる効果がある。
第１図はこの発明の第１の実施例による高調波発生装置
を示す断面図、第２図はこの発明の第２の実施例による
高調波発生装置を示す断面図、第３図はこの発明の第３
の実施例による高調波発生装置を示す断面図、第４図は
この発明の第４の実施例による高調波発生装置を示す断
面図、第５図は発明の第５の実施例による高調波発生装
置を示は従来の高調波発生装置を示す断面図、第９図は
従来方式による波長変換効率を示す図である。 １は基本波発生装置、２，４．７は波長変換素子、５．
６はレンズ、１）は固体レーザ媒質（ＹＡＧ ＲＯＤ
）、１２はレーザダイオード（ＬＤ）、２１はω、２ω
波反射コート、２２はω。 ２ω波透過コート、４１は２ω、４ω波反射コート、４
２は２ω、４ω波透過コート、３１はω波反射ミラー
３２はω波反射、２ω波透過ミラー３３はω、２ω反射
ミラー ３４はω、４ω波反射、２ω波透過ミラー ３
５は２ω、４ω波反射ミラー、３６は２ω透過、４ω反
射ミラー ３７はω波反射、２ω波透過ミラー ３８は
２ω反射。 ４ω透過ミラー、３９は４ω、８ω波反射ミラー３１０
は４ω波透過、８ω波反射ミラー ３２０はω波透過、
２ω波反射ミラー ３３０はω、４ω波反射、２ω波透
過ミラーである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 図 １２ ： ＬＤ ３１：ω悉Ｕ、パラ− 第 図 ６：ムンノ′ 第 図 ム１ ４−１ ； Ｚω、 ４ ｔ４Ｊ〃グ３−メ４２：２ω
、 ４ ｔＩＪＪｌ）−Ａ 第 図 ３８：２欧９氷ωＵｊｌ＋’ラー 第 図 七 ７ ：Ｊｔ゛：ＦＩｔｉ； 第 図 ２覗ｄ第 ３３：０２帖のり１・′クー 第 図 第 図 ５：ｚンＺ
を示す断面図、第２図はこの発明の第２の実施例による
高調波発生装置を示す断面図、第３図はこの発明の第３
の実施例による高調波発生装置を示す断面図、第４図は
この発明の第４の実施例による高調波発生装置を示す断
面図、第５図は発明の第５の実施例による高調波発生装
置を示は従来の高調波発生装置を示す断面図、第９図は
従来方式による波長変換効率を示す図である。 １は基本波発生装置、２，４．７は波長変換素子、５．
６はレンズ、１）は固体レーザ媒質（ＹＡＧ ＲＯＤ
）、１２はレーザダイオード（ＬＤ）、２１はω、２ω
波反射コート、２２はω。 ２ω波透過コート、４１は２ω、４ω波反射コート、４
２は２ω、４ω波透過コート、３１はω波反射ミラー
３２はω波反射、２ω波透過ミラー３３はω、２ω反射
ミラー ３４はω、４ω波反射、２ω波透過ミラー ３
５は２ω、４ω波反射ミラー、３６は２ω透過、４ω反
射ミラー ３７はω波反射、２ω波透過ミラー ３８は
２ω反射。 ４ω透過ミラー、３９は４ω、８ω波反射ミラー３１０
は４ω波透過、８ω波反射ミラー ３２０はω波透過、
２ω波反射ミラー ３３０はω、４ω波反射、２ω波透
過ミラーである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第 図 １２ ： ＬＤ ３１：ω悉Ｕ、パラ− 第 図 ６：ムンノ′ 第 図 ム１ ４−１ ； Ｚω、 ４ ｔ４Ｊ〃グ３−メ４２：２ω
、 ４ ｔＩＪＪｌ）−Ａ 第 図 ３８：２欧９氷ωＵｊｌ＋’ラー 第 図 七 ７ ：Ｊｔ゛：ＦＩｔｉ； 第 図 ２覗ｄ第 ３３：０２帖のり１・′クー 第 図 第 図 ５：ｚンＺ
Claims (1)
- （１）基本波ωを発生する基本波発生部と、２＾ｉω（
０≦ｉ＜ｍ；ｍは２以上の整数）の波長の光を上記ｉの
それぞれにつき２個以上の反射面によって閉じ込め、そ
れぞれの反射面間に波長変換素子を配設した計ｍ個の波
長閉じ込め機構とを備え、 ２＾ｍωの高調波出力を得るようにしたことを特徴とす
る高調波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1573989A JPH02195332A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1573989A JPH02195332A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02195332A true JPH02195332A (ja) | 1990-08-01 |
Family
ID=11897130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1573989A Pending JPH02195332A (ja) | 1989-01-24 | 1989-01-24 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02195332A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03141680A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 内部逓倍高調波レーザ発振器 |
| JPH03248588A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-06 | Ushio Inc | Ｙａｇレーザの第４高調波の発生装置 |
| US7760774B2 (en) | 2001-09-20 | 2010-07-20 | Klastech-Karpushko Laser Technologies Gmbh | Intracavity frequency conversion of laser radiation |
-
1989
- 1989-01-24 JP JP1573989A patent/JPH02195332A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03141680A (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 内部逓倍高調波レーザ発振器 |
| JPH03248588A (ja) * | 1990-02-27 | 1991-11-06 | Ushio Inc | Ｙａｇレーザの第４高調波の発生装置 |
| US7760774B2 (en) | 2001-09-20 | 2010-07-20 | Klastech-Karpushko Laser Technologies Gmbh | Intracavity frequency conversion of laser radiation |
| US8315284B2 (en) | 2001-09-20 | 2012-11-20 | Karpushko Fedor V | Intracavity frequency conversion of laser radiation |
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