JPH0228980A - Laser light source - Google Patents
Laser light sourceInfo
- Publication number
- JPH0228980A JPH0228980A JP17979188A JP17979188A JPH0228980A JP H0228980 A JPH0228980 A JP H0228980A JP 17979188 A JP17979188 A JP 17979188A JP 17979188 A JP17979188 A JP 17979188A JP H0228980 A JPH0228980 A JP H0228980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser beam
- wavelength
- laser beams
- resonator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 24
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 40
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 102100035888 Caveolin-1 Human genes 0.000 description 4
- 101000715467 Homo sapiens Caveolin-1 Proteins 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 101150104494 CAV1 gene Proteins 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01S3/108—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 using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be explained in the following order.
A産業上の利用分野
B発明の概要
C従来の技術(第13図)
D発明が解決しようとする問題点(第13図)E問題点
を解決するための手段(第1図)2作用(第1図)
G実施例(第1図〜第12図)
H発明の効果
A産業上の利用分野
本発明はレーザ光源に関し、例えば効率良く短い波長の
可視光を発生させるようにしたレーザ光源に適用して好
適なものである。A. Industrial field of application B. Overview of the invention C. Prior art (Fig. 13) D. Problem to be solved by the invention (Fig. 13) E. Means for solving the problem (Fig. 1) 2. Effect ( (Figure 1) G Embodiment (Figures 1 to 12) H Effects of the Invention A Industrial Application Field The present invention relates to a laser light source, for example, a laser light source that efficiently generates short wavelength visible light. It is suitable for application.
B発明の概要
本発明は、非線形光学結晶素子の位相整合によって、第
1及び第2のレーザ光の和周波レーザ光及び又は差周波
レーザ光を発生するレーザ光源において、非線形光学結
晶素子を第1のレーザ光の共振器内部に配置すると共に
、その共振器が第2のレーザ光に対する外部共振条件を
満足するようにしたことにより、非線形光学結晶素子に
入射する第2のレーザ光の光強度を格段的に強くするこ
とができ、かくして従来に比して格段的に高い効率で和
周波レーザ光及び又は差周波レーザ光を発生し得る。B Summary of the Invention The present invention provides a laser light source that generates a sum frequency laser beam and/or a difference frequency laser beam of first and second laser beams by phase matching of the nonlinear optical crystal element. The light intensity of the second laser beam incident on the nonlinear optical crystal element can be reduced by placing the laser beam inside the resonator and making the resonator satisfy the external resonance conditions for the second laser beam. It is thus possible to generate a sum frequency laser beam and/or a difference frequency laser beam with significantly higher efficiency than in the past.
C従来の技術
従来この種のレーザ光源として、固体レーザから得られ
る第1のレーザ光及び半導体レーザから得られる第2の
レーザ光を非線形光学結晶素子において、位相整合させ
ることにより結合し、これにより非線形光学結晶素子か
ら得られる和周波光成分を出力レーザ光として射出する
ようになされたものが提案されている(Appl、Ph
ys、Lett、52(2)、11 January
198885頁)。C. Prior Art Conventionally, this type of laser light source combines a first laser beam obtained from a solid-state laser and a second laser beam obtained from a semiconductor laser by phase matching in a nonlinear optical crystal element. A system has been proposed in which a sum frequency light component obtained from a nonlinear optical crystal element is emitted as an output laser light (Appl, Ph.
ys, Lett, 52(2), 11 January
198885 pages).
すなわち第13図に示すようにこのレーザ光源1は、ま
ず半導体レーザ2から射出され波長λ1が804 (n
m)でなる第1のレーザ光L1を、対物レンズ3を介し
て第1及び第2のミラー4及び5で構成された共振器C
AV内部の、例えばNd: Y AG (neodya
+iua+:yttrium aluminum ga
rnet)でなる固体レーザ6に集光する。That is, as shown in FIG. 13, this laser light source 1 is first emitted from a semiconductor laser 2 and has a wavelength λ1 of 804 (n
The first laser beam L1 consisting of
Inside the AV, for example, Nd: Y AG (neodya
+iua+:yttrium aluminum ga
rnet) is focused on a solid-state laser 6.
これによりNd: Y A Gレーザ6は、励起されて
波長λ2が1060 (nm)でなる第2のレーザ光L
2を発振し、この発振レーザ光Ltが共振器CAV内部
で共振する。As a result, the Nd:YAG laser 6 is excited to emit a second laser beam L having a wavelength λ2 of 1060 (nm).
2, and this oscillated laser light Lt resonates inside the resonator CAV.
ここで、共振器CAV内部で第1のミラー4及びNd:
Y A Gレーザ6間には、例えばKTP (KTi
OP 04)でなる非線形光学結晶素子7が配置されて
おり、このKTPTの位相整合によって、次式、
で表されるように、第1のレーザ光り、及び発振レーザ
光L2の和周波光でなり波長λ、が457〔nm)の第
3のレーザ光L3を発生し、これを第2のミラー5を透
過させて出力するようになされている。Here, inside the resonator CAV, the first mirror 4 and Nd:
For example, KTP (KTi
A nonlinear optical crystal element 7 consisting of OP 04) is arranged, and due to the phase matching of this KTPT, the sum frequency light of the first laser light and the oscillation laser light L2 becomes A third laser beam L3 having a wavelength λ of 457 nm is generated, and is transmitted through the second mirror 5 and output.
D発明が解決しようとする問題点
ところでかかる構成のレーザ光源1においては、KTP
7がNd: Y A Gレーザ6の共振器CAM内部に
配置されていることにより、 発振レーザ光L2は共振
器CAV内部を往復する毎にKTP7を通過し、この結
果KTP7で位相整合させる発振レーザ光L2として充
分な光密度(すなわち光強度)が得られる。D Problems to be Solved by the Invention By the way, in the laser light source 1 having such a configuration, the KTP
7 is arranged inside the resonator CAM of the Nd:YAG laser 6, the oscillation laser beam L2 passes through KTP7 every time it goes back and forth inside the resonator CAV, and as a result, the oscillation laser beam L2 is phase-matched by KTP7. Sufficient light density (ie, light intensity) can be obtained as the light L2.
ところがこれに対して、半導体レーザ2から射出された
第1のレーザ光L1は、1度KTP7を通過した後、N
d: Y A Gレーザ6を励起して大半がNd: Y
A Gレーザ6に吸収されるようになされており、こ
の結果KTP7で位相整合させる第1のレーザ光L1と
して充分な光密度(すなわち光強度)が得られない。However, on the other hand, the first laser beam L1 emitted from the semiconductor laser 2 passes through the KTP 7 once and then passes through the N
d: Y A G laser 6 is excited and most of the Nd: Y
The light is absorbed by the AG laser 6, and as a result, sufficient light density (that is, light intensity) cannot be obtained as the first laser light L1 to be phase matched by the KTP7.
実際上、第1のレーザ光り、及び発振レーザ光L2をK
TP7で位相整合させ、和周波光でなる第3のレーザ光
り、を得る際の発生効率は、発振レーザ光Lz、第1及
び第3のレーザ光り、及びL3の光強度をそれぞれIz
、ll及び■、とすると、次式、
I、ccdt I+ It
(dは非線形定数)・・・・・・(2)で与えられる。In practice, the first laser beam and the oscillation laser beam L2 are
The generation efficiency when phase matching is performed at TP7 to obtain the third laser beam consisting of sum frequency light is as follows: The light intensity of the oscillation laser beam Lz, the first and third laser beams, and L3 is
, ll and ■, it is given by the following equation, I, ccdt I+ It (d is a nonlinear constant) (2).
従って、発振レーザ光L2として充分な光強度が得られ
ても、第1のレーザ光LIとして充分な光強度が得られ
ない場合は、効率良(第3のレーザ光り、を得られず、
実際上半導体レーザ2の出力限界の問題から、第3のレ
ーザ光り、としては20〔μ−〕程度の出力パワーしか
得ることができないという問題があった。Therefore, even if sufficient light intensity is obtained as the oscillation laser light L2, if sufficient light intensity is not obtained as the first laser light LI, efficient (third laser light) cannot be obtained,
In practice, due to the problem of the output limit of the semiconductor laser 2, there was a problem in that the output power of the third laser beam could only be about 20 [μ-].
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比
して格段的に高い効率で和周波レーザ光を得ることので
きるレーザ光源を提案しようとするものである。The present invention has been made in consideration of the above points, and it is an object of the present invention to propose a laser light source that can obtain sum frequency laser light with significantly higher efficiency than conventional ones.
E問題点を解決するための手段
かかる問題点を解決するため本発明においては、非線形
光学結晶素子7の位相整合によって、第1及び第2のレ
ーザ6及び12から得られる第1及び第2のレーザ光L
2及びL4の、和周波レーザ光り、及び又は差周波レー
ザ光を発生するレーザ光源10において、非線形光学結
晶素子7を第1のレーザ6から得られる第1のレーザ光
Ltの共振器CAM内部に配置すると共に、その共振器
CAVが第2のレーザ12から得られる第2のレーザ光
L4に対して、外部共振条件を満足するようにした。Means for Solving Problem E To solve this problem, in the present invention, the first and second signals obtained from the first and second lasers 6 and 12 are Laser light L
In the laser light source 10 that generates sum frequency laser light and/or difference frequency laser light of 2 and L4, the nonlinear optical crystal element 7 is placed inside the resonator CAM of the first laser light Lt obtained from the first laser 6. At the same time, the resonator CAV is made to satisfy external resonance conditions for the second laser beam L4 obtained from the second laser 12.
F作用
非線形光学結晶素子7を第1のレーザ6から得られる第
1のレーザ光Lxの共振器CAV内部に配置すると共に
、その共振器CAVが第2のレーザ12から得られる第
2のレーザ光L4に対して、外部共振条件を満足するよ
うにしたことにより、非線形光学結晶素子7に入射する
第2のレーザ光L4の光強度を格段的に強くすることが
でき、これにより、高い効率で和周波レーザ光り、及び
又は差周波レーザ光を得ることができる。The F-action nonlinear optical crystal element 7 is disposed inside the resonator CAV of the first laser beam Lx obtained from the first laser 6, and the resonator CAV is arranged inside the resonator CAV of the second laser beam Lx obtained from the second laser 12. By making L4 satisfy the external resonance condition, it is possible to significantly increase the light intensity of the second laser beam L4 incident on the nonlinear optical crystal element 7, thereby achieving high efficiency. Sum frequency laser light and/or difference frequency laser light can be obtained.
G実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。G example An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第13図との対応部分に同一符号を付して示す第1図に
おいて、10は全体としてレーザ光源を示し、第1の半
導体レーザ2はNd: Y A Gレーザ6の励起に用
いられている。In FIG. 1, in which parts corresponding to those in FIG. 13 are given the same reference numerals, 10 indicates a laser light source as a whole, and the first semiconductor laser 2 is used to excite the Nd:YAG laser 6. .
またこのレーザ光源10においては、励起用半導体レー
ザ2から射出された励起用レーザ光り。In this laser light source 10, excitation laser light emitted from the excitation semiconductor laser 2.
が、対物レンズ3を介して共振器CAVに至る光路中に
、偏光型ビームスプリッタ11が介挿されている。However, a polarizing beam splitter 11 is inserted in the optical path leading to the resonator CAV via the objective lens 3.
このビームスプリッタ11には、波長変換用の第2の半
導体レーザ12から射出された波長変換用レーザ光L4
が、対物レンズ13を介して入射されており、かくして
波長変換用レーザ光L4は、ビームスプリッタ11で励
起用レーザ光LLの光路の進行方向に折り曲げられ、共
振器CAV内部のKTPTに入射するようになされてい
る。This beam splitter 11 includes a wavelength conversion laser beam L4 emitted from a second semiconductor laser 12 for wavelength conversion.
is incident through the objective lens 13, and thus the wavelength conversion laser beam L4 is bent by the beam splitter 11 in the traveling direction of the optical path of the excitation laser beam LL, so that it enters the KTPT inside the resonator CAV. is being done.
なお励起用レーザ光り、の波長λ8は、第2図に示すN
d: Y A Gレーザ6の波長吸収特性を考慮して、
特に波長吸収係数にの高い波長λ、=808(nm)に
選定され、これによりNd: Y A Gレーザ6に効
率良く吸収されてNd: Y A Gレーザ6を有効に
励起するようになされている。The wavelength λ8 of the excitation laser beam is N as shown in FIG.
d: Considering the wavelength absorption characteristics of the YAG laser 6,
In particular, the wavelength λ = 808 (nm) with a high wavelength absorption coefficient was selected, so that it was efficiently absorbed by the Nd:YAG laser 6 and effectively excited the Nd:YAG laser 6. There is.
これに対して、波長変換用レーザ光L4の波長λ4は、
波長吸収係数Kに基づいて、Nd:YAGレーザ6でほ
とんど吸収されない波長826〜840〔nII〕の内
、例えば波長λ4=840 (nm)に選定されており
、これにより第1及び第2のミラー4及び5で構成され
た共振器CAVを、波長変換用レーザ光L4の外部共振
器CAVIとして用いても、波長変換用レーザ光L4は
Nd: Y A Gレーザ6で吸収されることなく外部
共振器CAV 1内部の第1及び第2のミラー4及び5
で何度も反射して往復し得るようになされている。On the other hand, the wavelength λ4 of the wavelength conversion laser beam L4 is
Based on the wavelength absorption coefficient K, the wavelength λ4 = 840 (nm), for example, is selected from the wavelengths 826 to 840 [nII] that are hardly absorbed by the Nd:YAG laser 6, and thereby the first and second mirrors Even if the resonator CAV composed of 4 and 5 is used as the external resonator CAVI for the wavelength conversion laser beam L4, the wavelength conversion laser beam L4 will not be absorbed by the Nd: Y A G laser 6 and will cause external resonance. first and second mirrors 4 and 5 inside the vessel CAV 1;
It is designed so that it can be reflected and reciprocated many times.
実際上KTP7は、第3図に示すように、入射するNd
: Y A Gレーザ6の発振レーザ光L2及び波長変
換用半導体レーザ12から射出された波長変換用レーザ
光L4に対して、所定の方位角φを有するように配置さ
れており、この場合方位角φは第4図に示す、波長変換
用レーザ光L4の波長826〜840 (nm)に基づ
いて、例えば方位角φ=68〜73 (deg)に選定
されており、これにより、次式
で表されるように、TYPEIIの位相整合を行い、発
振レーザ光り、及び波長変換用レーザ光L4の和周波レ
ーザ光り、を得るようになされている。In reality, KTP7 is composed of incident Nd, as shown in FIG.
: It is arranged to have a predetermined azimuth angle φ with respect to the oscillation laser beam L2 of the YAG laser 6 and the wavelength conversion laser beam L4 emitted from the wavelength conversion semiconductor laser 12, and in this case, the azimuth angle φ is selected to be, for example, the azimuth angle φ=68 to 73 (deg) based on the wavelength 826 to 840 (nm) of the wavelength conversion laser beam L4 shown in FIG. As described above, TYPE II phase matching is performed to obtain oscillation laser light and sum frequency laser light of the wavelength conversion laser light L4.
なお(3)式において、λ、はレーザ光り、の波長、n
aiはレーザ光Liの波長に対する異常光線屈折率、n
0iはレーザ光L!の波長に対する常光線屈折率である
。In equation (3), λ is the wavelength of the laser beam, n
ai is the extraordinary ray refractive index with respect to the wavelength of the laser beam Li, n
0i is laser light L! is the ordinary ray refractive index for the wavelength of .
ここで、第1のミラー4は、第5図に示すように、Nd
: Y A Gレーザ6を励起する励起用レーザ光LI
の波長λ、=808 (nm)に対してほぼ100%の
透過率を有すると共に、 波長変換用レーザ光L4の波
長λ4=840 (nm)に対して数%の透過率を有し
、さらにNd: Y A Gレーザ6から得られる発振
レーザ光L2の波長λg=1060 (nm)に対して
ほぼ100%の反射率を有するようにコーティングされ
ている。Here, the first mirror 4 is Nd as shown in FIG.
: Excitation laser light LI that excites the YAG laser 6
It has a transmittance of almost 100% for the wavelength λ = 808 (nm) of the wavelength conversion laser beam L4, and a transmittance of several % for the wavelength λ4 = 840 (nm) of the wavelength conversion laser beam L4. : It is coated to have a reflectance of approximately 100% for the wavelength λg=1060 (nm) of the oscillation laser beam L2 obtained from the YAG laser 6.
また第2のミラーは、第6図に示すように、波長変換用
レーザ光L4の波長λ==840 (nm)及びNd:
Y A Gレーザから得られる発振レーザ光L8の波
長λ==1060 (nm)に対してほぼ100%の反
射率を存し、TYPEnの位相整合によって得られる和
周波レーザ光LSの波長λ5−470 (nm)に対し
てほぼ100%の透過率を有するようにコーティングさ
れている。Further, as shown in FIG. 6, the second mirror has the wavelength λ==840 (nm) of the wavelength conversion laser beam L4 and Nd:
It has a reflectance of almost 100% for the wavelength λ==1060 (nm) of the oscillation laser light L8 obtained from the YAG laser, and the wavelength λ5-470 of the sum frequency laser light LS obtained by phase matching of TYPEn. (nm) to have a transmittance of approximately 100%.
このようにして、第1及び第2のミラー4及び5は、従
来同様に内部に配置されたNd: Y A Gレーザ6
から得られる発振レーザ光り、に対して、内部共振器C
AVを構成することに加えて、外部の波長変換用半導体
レーザ12から得られる波長変換用レーザ光L4に対し
て外部共振器CAVIを構成するようになされている。In this way, the first and second mirrors 4 and 5 are connected to the Nd:YAG laser 6 disposed inside as in the conventional case.
For the oscillation laser light obtained from the internal resonator C
In addition to configuring the AV, an external resonator CAVI is configured for the wavelength conversion laser beam L4 obtained from the external wavelength conversion semiconductor laser 12.
なお波長変換用半導体レーザ12から得られる波長変換
用レーザ光L4の波長λ、=840 (nm)に対する
第1のミラー4の反射率をR,とじ、第2のミラー5の
反射率をR2とすると共にその内部透過率をToとする
と、入射する波長変換用レーザ光L4の光強度■、。及
び外部共振器CAV1内部の光強度IK+の比は、次式
、
KI
■に0
l−2ToEIT「Tcosδ+Rr R2T o ”
・・・・・・ (4)
で表される。ここで角δは、波長変換用レーザ光L4が
共振器長しの外部共振器CAV1を1往復する際に生じ
る位相差であり、この位相差δが、次式、
(mは整数) ・・・・・・(5)
で表される関係を満足するとき、ファブリペロ−の共振
条件となり、このとき波長変換用レーザ光L4の波長λ
4=840 (nn+)に対する第1のミラー4の反射
率R1、第2のミラー5の反射率R8及び内部透過率T
0をそれぞれ、次式、
R,=0.9
RZ =0.99
To ””0.95
・・・・・・ (6)
とすると、(4)式より波長変換用レーザ光L4の入射
強度IXO及び外部共振器CAVl内の内部強度IKI
O比は、次式、
Iに0
で表されるように、外部共振器CAV 1内部において
、入射する波長変換用レーザ光L4の光強度■7゜に対
して、約10倍の光強度IKヨの波長変換用レーザ光L
4を得ることができる。Note that the reflectance of the first mirror 4 with respect to the wavelength λ, =840 (nm) of the wavelength converting laser beam L4 obtained from the wavelength converting semiconductor laser 12 is denoted by R, and the reflectance of the second mirror 5 is denoted by R2. At the same time, if the internal transmittance is To, then the light intensity of the incident wavelength conversion laser beam L4 is . The ratio of the optical intensity IK+ inside the external resonator CAV1 is given by the following formula:
...... (4) It is expressed as follows. Here, the angle δ is the phase difference that occurs when the wavelength conversion laser beam L4 makes one round trip through the external resonator CAV1 having the cavity length, and this phase difference δ is expressed by the following formula, (m is an integer)... ...When the relationship expressed by (5) is satisfied, it becomes a Fabry-Perot resonance condition, and at this time, the wavelength λ of the wavelength conversion laser beam L4
4=840 (nn+) reflectance R1 of the first mirror 4, reflectance R8 of the second mirror 5, and internal transmittance T
0 as the following formula, R, = 0.9 RZ = 0.99 To "" 0.95 ...... (6) From formula (4), the incident intensity of the wavelength conversion laser beam L4 is Internal strength IKI in IXO and external resonator CAVl
The O ratio is expressed by the following formula, where I is 0. Inside the external resonator CAV 1, the light intensity IK is about 10 times the light intensity ■7° of the incident wavelength conversion laser beam L4. Laser light L for wavelength conversion
You can get 4.
かくして、(2)式について上述したように、KTP7
に入射する波長変換用レーザ光L4の光強度■□を、従
来に比して約10倍にしたことにより、レーザ光源10
は全体としてTYPEnの位相整合によって得られる波
長変換用レーザ光L4及び発振レーザ光Ltの和周波レ
ーザ光り、の光強度を約10倍にし得るようになされて
いる。Thus, as described above for equation (2), KTP7
By increasing the light intensity ■□ of the wavelength conversion laser beam L4 incident on the laser light source 10 by approximately 10 times compared to the conventional one.
As a whole, the optical intensity of the sum frequency laser beam of the wavelength conversion laser beam L4 and the oscillation laser beam Lt obtained by phase matching of TYPEn can be increased about 10 times.
なお上述した(5)式を満足するためには、外部共振器
CAV1の共振器長りを光の波長の単位で調節する必要
があるが、実際上共振器CAV (CAVl)の温度変
化等で共振条件がずれるおそれを回避するためこの実施
例では、波長変換用半導体レーザ12を駆動する電流値
を制御することにより、実効的に半導体レーザ12内の
キャビティ長を変更制御して、波長変換用レーザ光L4
の波長を微調整し、これにより常に最適な共振条件を維
持し得るようになされている。Note that in order to satisfy equation (5) above, it is necessary to adjust the resonator length of the external resonator CAV1 in units of the wavelength of light, but in reality, it is necessary to adjust the resonator length of the external resonator CAV1 by the temperature change of the resonator CAV (CAVl). In order to avoid the possibility that the resonance conditions may shift, in this embodiment, by controlling the current value that drives the wavelength conversion semiconductor laser 12, the cavity length within the semiconductor laser 12 is effectively controlled to change the wavelength conversion semiconductor laser 12. Laser light L4
The wavelength of the laser beam is finely adjusted to maintain optimal resonance conditions at all times.
またこの実施例の場合、共振器CAV (CAVl)の
共振器長りは波長変換用半導体レーザ12の実効的キャ
ビティ長の整数倍に設定されており、これにより半導体
レーザ12がマルチモードで発振する場合にも、その全
てのモードに対して(5)式について上述した共振条件
を満足し得るようになされている。Further, in the case of this embodiment, the resonator length of the resonator CAV (CAVl) is set to an integral multiple of the effective cavity length of the wavelength conversion semiconductor laser 12, so that the semiconductor laser 12 oscillates in multiple modes. In this case, the resonance condition described above regarding equation (5) can be satisfied for all modes.
以上の構成によれば、KTP7のTYPEnの位相整合
によって、Nd: Y A Gレーザ6から得られる発
振レーザ光L!及び波長変換用半導体レーザ12から得
られる波長変換用レーザ光L4の和周波レーザ光り、を
発生するようになされたレーザ光源10において、KT
P7をNd: Y A Gレーザ6の共振器CAV内部
に配置すると共に、その共振器CAVが波長変換用レー
ザ光L4に対して、外部共振条件を満足するようにした
ことにより、従来に比して格段的に高い効率で和周波レ
ーザ光り、を得ることのできるレーザ光源10を実現で
きる。According to the above configuration, the oscillation laser beam L! obtained from the Nd:YAG laser 6 is generated by phase matching of TYPEn of KTP7. In the laser light source 10 configured to generate a sum frequency laser beam of the wavelength conversion laser beam L4 obtained from the wavelength conversion semiconductor laser 12, the KT
By arranging P7 inside the resonator CAV of the Nd:YAG laser 6 and making the resonator CAV satisfy the external resonance condition for the wavelength conversion laser beam L4, the Thus, it is possible to realize a laser light source 10 that can obtain sum frequency laser light with significantly high efficiency.
さらに上述の実施例によれば、波長変換用レーザ光L4
を得るにつき半導体レーザ12を用い、この半導体レー
ザ12を駆動する電流値を制御して、実効的にキャビテ
ィ長を変更し、波長変換用レーザ光L4の波長を微調整
するようにしたことにより、複雑な機構等を用いること
なく容易に外部共振条件を満足するように調整し得る。Furthermore, according to the above embodiment, the wavelength conversion laser beam L4
By using a semiconductor laser 12 and controlling the current value for driving this semiconductor laser 12 to effectively change the cavity length and finely adjust the wavelength of the wavelength conversion laser beam L4, Adjustment can be easily made to satisfy external resonance conditions without using a complicated mechanism or the like.
なお上述の実施例においては、第1のレーザとしてNd
: Y A Gレーザ6でなる固体レーザを用いた場合
について述べたが、これに代え、その他の固体レーザを
用いたり、例えばHe−Neレーザ等の気体レーザを用
いるようにしても良く、要はレーザ強度の比較的大きい
レーザを用いるようにすれば良い。因みに、この場合励
起用の光源として半導体レーザ2に限らず、例えばフラ
ッシュランプ等の他の励起手段を用いるようにしても良
い。Note that in the above embodiment, Nd is used as the first laser.
: Although the case has been described in which a solid-state laser consisting of the YAG laser 6 is used, other solid-state lasers may be used instead of this, or a gas laser such as a He-Ne laser may be used. A laser with relatively high laser intensity may be used. Incidentally, in this case, the light source for excitation is not limited to the semiconductor laser 2, and other excitation means such as a flash lamp may be used.
なお上述の実施例においては、非線形光学結晶素子とし
て、K T P (K T iOP Oa ) 7を用
いた場合について述べたが、非線形光学結晶素子はこれ
に限らず、例えばBBO(β−BaBア04)等地の位
相整合による光波長変換機能を有する非線形光学結晶素
子を用いるようにしても良い。In the above embodiment, a case was described in which KTP (KTiOP Oa) 7 was used as the nonlinear optical crystal element, but the nonlinear optical crystal element is not limited to this, and for example, BBO (β-BaB a 04) A nonlinear optical crystal element having an optical wavelength conversion function by equilocated phase matching may be used.
なお上述の実施例においては、波長変換用半導体レーザ
12を駆動する電流値を制御することにより波長変換用
レーザ光L4の波長を微調整して、波長変換用レーザ光
L4に対する共振器CAVの外部共振条件を調整する場
合について述べたが、本発明はこれに代え、例えば第1
図との対応部分に同一符号を付した第7図に示すように
、共振器CAVIOの一方のミラー5の背後に圧電素子
20を設け、この圧電素子20に所定の制御電圧を印加
することによりミラー5を矢印aで示す光軸方向に移動
制御し、これにより実際の共振器長りを可変するように
しても良い。In the above-described embodiment, the wavelength of the wavelength conversion laser beam L4 is finely adjusted by controlling the current value for driving the wavelength conversion semiconductor laser 12, and the external part of the resonator CAV for the wavelength conversion laser beam L4 is Although the case where the resonance condition is adjusted has been described, the present invention instead of adjusting the resonance condition, for example, the first
As shown in FIG. 7, in which parts corresponding to the figures are given the same reference numerals, a piezoelectric element 20 is provided behind one mirror 5 of the resonator CAVIO, and a predetermined control voltage is applied to this piezoelectric element 20. The mirror 5 may be controlled to move in the optical axis direction indicated by arrow a, thereby varying the actual resonator length.
また第1図との対応部分に同一符号を付した第8図に示
すように、共振器CAV20のミラー4及び5間に電気
光学素子30を配置し、この電気光学素子30に所定の
電圧を印加することにより、共振器CAV20のミラー
4及び5間の実効的な光路長を可変制御し、これにより
共振器長りを可変するようにしても良い。Further, as shown in FIG. 8, in which parts corresponding to those in FIG. By applying the voltage, the effective optical path length between the mirrors 4 and 5 of the resonator CAV20 may be variably controlled, thereby making the resonator length variable.
なお上述の実施例においては、励起用レーザ光L1及び
波長変換用レーザ光L4を合成するに際に、偏光型ビー
ムスプリッタ11を用いて互いに直交する2偏光で合成
した場合について述べたが、これに代え、例えば第1図
との対応部分に同一符号を付した第9図に示すように、
励起用レーザ光り、及び波長変換用レーザ光L4の波長
の相違を利用してダイクロイックプリズム40を用いて
合成しても良い。In the above-mentioned embodiment, when the excitation laser beam L1 and the wavelength conversion laser beam L4 are combined, the polarizing beam splitter 11 is used to combine two polarized beams that are orthogonal to each other. Instead, for example, as shown in FIG. 9, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals,
The dichroic prism 40 may be used to synthesize the excitation laser light and the wavelength conversion laser light L4 by utilizing the difference in wavelength.
また同様に、第1図との対応部分に同一符号を付した第
10図に示すように、同一パッケージ上に励起用半導体
レーザ2及び波長変換用半導体レーザエ2をハイブリッ
ド化して封入し、これにより合成するようにしても良い
。Similarly, as shown in FIG. 10, in which parts corresponding to those in FIG. It is also possible to synthesize them.
さらにこれに加えて、第1図との対応部分に同一符号を
付した第11図に示すように、波長変換用レーザ光L4
を第2のミラー5側から入射させ、和周波レーザ光り、
をダイクロイックプリズム40を介して取り出しても良
く、種々の方法を用いても上述の実施例と同様の効果を
実現できる。Furthermore, in addition to this, as shown in FIG. 11, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are given the same reference numerals, the wavelength conversion laser beam L4
is incident from the second mirror 5 side, and a sum frequency laser beam is emitted,
may be taken out through the dichroic prism 40, and the same effect as in the above embodiment can be achieved using various methods.
なお上述の実施例においては、第1及び第2のミラー4
及び5で挟まれた共振器CAV内部に、非線形光学結晶
素子7及び固体レーザ6を配置した場合について述べた
が、本発明はこれに代え、例えば第1図との対応部分に
同一符号を付した第12図に示すように、非線形光学結
晶素子7及び固体レーザ6のそれぞれ(又は1方)の外
側端面に所定のミラーコーディング50 (及び又は5
1)を施すことにより、共振器CAV30を構成するよ
うにしても良い。Note that in the above embodiment, the first and second mirrors 4
The case has been described in which the nonlinear optical crystal element 7 and the solid-state laser 6 are arranged inside the resonator CAV sandwiched between As shown in FIG. 12, a predetermined mirror coding 50 (and or 5
The resonator CAV30 may be configured by performing 1).
なお上述の実施例においては、本発明を第1及び第2の
レーザ光の和周波レーザ光を効率良く発生し得るレーザ
光源に適用した場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、第1及び第2のレーザ光の差周波レーザ光を効
率良く発生し得るレーザ光源にも適用して好適なもので
ある。In the above embodiment, the present invention is applied to a laser light source that can efficiently generate a sum frequency laser beam of the first and second laser beams, but the present invention is not limited to this. The present invention is also suitable for application to a laser light source that can efficiently generate a difference frequency laser beam between the first and second laser beams.
H発明の効果
上述のように本発明によれば、非線形光学結晶素子を第
1のレーザ光の共振器内部に配置すると共に、その共振
器が第2のレーザ光に対する外部共振条件を満足するよ
うにしたことにより、非線形光学結晶素子に入射する第
2のレーザ光の光強度を格段的に強くすることができ、
かくするにつき非線形光学結晶素子の位相整合によって
、第1及び第2のレーザ光の和周波レーザ光及び又は差
周波レーザ光を発生する際の効率を格段的に向上し得る
レーザ光源を実現できる。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the nonlinear optical crystal element is arranged inside the resonator for the first laser beam, and the resonator satisfies the external resonance condition for the second laser beam. By doing so, the light intensity of the second laser beam incident on the nonlinear optical crystal element can be significantly increased,
Thus, by phase matching the nonlinear optical crystal element, it is possible to realize a laser light source that can significantly improve efficiency in generating sum frequency laser light and/or difference frequency laser light of the first and second laser lights.
第1図は本発明の一実施例を示す路線的系統図、第2図
はNd: Y A Gレーザの波長吸収特性を示す特性
曲線図、第3図はKTPの位相整合の説明に供する路線
図、第4図はその方位角と波長の関係を示す特性曲線図
、第5図及び第6図はそれぞれ第1及び第2のミラーの
透過特性を示す特性曲線図、第7図及び第8図は共振器
長の他の制御方法を示す路線的系統図、第9図〜第11
図はレーザ光の他の合成方法を示す路線的系統図、第1
2図は共振器の他の実施例を示す路線的系統図、第13
図は従来のレーザ光源を示す路線的系統図である。
1.10・・・・・・レーザ光源、2・・・・・・励起
用半導体レーザ、3.13・・・・・・対物レンズ、4
.5・・・・・・ミラー、6・・・・・・Nd: Y
A Gレーザ、7・・・・・・KTP。
12・・・・・・波長変換用半導体レーザ、CAV、C
AV1、CAV10〜CAV30・・・・・・共振器、
L。
・・・・・・励起用レーザ光、L2・・・・・・発振レ
ーザ光、L3、LS・・・・・・和周波レーザ光、L4
・・・・・・波長変換用レーザ光。
10レーデ光淋Figure 1 is a line diagram showing an embodiment of the present invention, Figure 2 is a characteristic curve diagram showing the wavelength absorption characteristics of the Nd:YAG laser, and Figure 3 is a line diagram for explaining phase matching of KTP. Figure 4 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the azimuth angle and wavelength, Figures 5 and 6 are characteristic curve diagrams showing the transmission characteristics of the first and second mirrors, respectively, and Figures 7 and 8 are The figure is a line system diagram showing other control methods of the resonator length, Figures 9 to 11.
The figure is a systematic diagram showing another method of synthesizing laser light.
Figure 2 is a line diagram showing another embodiment of the resonator, No. 13.
The figure is a schematic diagram showing a conventional laser light source. 1.10...Laser light source, 2...Semiconductor laser for excitation, 3.13...Objective lens, 4
.. 5...Mirror, 6...Nd: Y
A G laser, 7...KTP. 12... Semiconductor laser for wavelength conversion, CAV, C
AV1, CAV10 to CAV30...Resonator,
L. ...Excitation laser light, L2...Oscillation laser light, L3, LS...Sum frequency laser light, L4
・・・・・・Laser light for wavelength conversion. 10 Red light
Claims (1)
2のレーザから得られる第1及び第2のレーザ光の、和
周波レーザ光及び又は差周波レーザ光を発生するレーザ
光源において、 上記非線形光学結晶素子を上記第1のレーザから得られ
る上記第1のレーザ光の共振器内部に配置すると共に、
当該共振器が上記第2のレーザから得られる上記第2の
レーザ光に対して、外部共振条件を満足するようにした ことを特徴とするレーザ光源。[Claims] A sum frequency laser beam and/or a difference frequency laser beam of the first and second laser beams obtained from the first and second lasers is generated by phase matching of a nonlinear optical crystal element. In the laser light source, the nonlinear optical crystal element is arranged inside a resonator of the first laser beam obtained from the first laser, and
A laser light source characterized in that the resonator satisfies an external resonance condition for the second laser light obtained from the second laser.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17979188A JPH0228980A (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Laser light source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17979188A JPH0228980A (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Laser light source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0228980A true JPH0228980A (en) | 1990-01-31 |
Family
ID=16071956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17979188A Pending JPH0228980A (en) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | Laser light source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0228980A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0391978A (en) * | 1989-09-04 | 1991-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser-excitated solid-state laser device |
FR2671436A1 (en) * | 1991-01-07 | 1992-07-10 | Amoco Corp | INTRACAVITY OPTICAL FREQUENCY MIXTURE WITH SIGNAL RESONANCE. |
US5295302A (en) * | 1991-10-29 | 1994-03-22 | Calsonic Corporation | Method of manufacturing an aluminum heat exchanger |
WO1995018478A1 (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-06 | Electro Optic Systems Pty. Limited | Improved laser cavity assembly |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP17979188A patent/JPH0228980A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0391978A (en) * | 1989-09-04 | 1991-04-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser-excitated solid-state laser device |
FR2671436A1 (en) * | 1991-01-07 | 1992-07-10 | Amoco Corp | INTRACAVITY OPTICAL FREQUENCY MIXTURE WITH SIGNAL RESONANCE. |
US5295302A (en) * | 1991-10-29 | 1994-03-22 | Calsonic Corporation | Method of manufacturing an aluminum heat exchanger |
WO1995018478A1 (en) * | 1993-12-24 | 1995-07-06 | Electro Optic Systems Pty. Limited | Improved laser cavity assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4809291A (en) | Diode pumped laser and doubling to obtain blue light | |
US7583431B2 (en) | Wavelength conversion optical device, laser light source, and image display optical device | |
JPH02239238A (en) | Apparatus for generating coherent bluish green light radiation | |
JP2824884B2 (en) | Polarization control element and solid-state laser device | |
JP3683360B2 (en) | Polarization control element and solid-state laser | |
US5249193A (en) | Solid-state laser system | |
JPH0228980A (en) | Laser light source | |
JP2001284719A (en) | External resonance type semiconductor laser | |
JPH0922037A (en) | Laser beam generator | |
US20070041420A1 (en) | Solid-state laser device | |
JP3421067B2 (en) | Solid state laser device | |
JPH07154021A (en) | Variable wavelength blue color laser | |
JPH11251666A (en) | Method and apparatus for generating laser beam | |
JPH09232665A (en) | Output stabilizing second harmonics light source | |
JP4128092B2 (en) | Solid state laser equipment | |
JP2754991B2 (en) | Wavelength converter | |
JPH01312529A (en) | Nonlinear optical element | |
JPH06265955A (en) | Wavelength converting element | |
JP2001272704A (en) | Wavelength conversion device and laser device equipped with the wavelength conversion device | |
JPH0794818A (en) | Solid laser | |
JPH06265954A (en) | Wavelength converting element | |
JPH1195273A (en) | Laser apparatus | |
JPH118427A (en) | Multiple laser beam generating apparatus and multiple laser beam generating element | |
JPH063716A (en) | Second harmonics generator | |
JP2000068574A (en) | Frequency doubler diode-stimulated solid-state laser |