JPH03138991A - 複数波長発生固体レーザ - Google Patents

複数波長発生固体レーザ

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JPH03138991A
JPH03138991A JP27666689A JP27666689A JPH03138991A JP H03138991 A JPH03138991 A JP H03138991A JP 27666689 A JP27666689 A JP 27666689A JP 27666689 A JP27666689 A JP 27666689A JP H03138991 A JPH03138991 A JP H03138991A
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JP
Japan
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crystal
light
blue light
laser
green light
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Pending
Application number
JP27666689A
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English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Watanabe
光由 渡邉
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03138991A publication Critical patent/JPH03138991A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106Controlling 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
    • H01S3/108Controlling 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

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、非線形光学効果によって複数の波長を発生す
る複数波長発生固体レーザに関するものである。
[従来技術] 従来、固体レーザと非線形光学結晶を用いた第二高調波
発生及び和周波の発生装置は第6図のように光共振器1
0、レーザ活性媒体12、励起用半導体レーザ14、集
光レンズ系15、非線形光学結晶16から構成されてい
る。ここで光共振器10は入力ミラー18と出力ミラー
20によって形成されている。固体レーザによって発生
する基本波は非線形光学結晶内を進行することにより第
二高調波及び和周波にエネルギーが移行される。
このとき基本波の位相速度と第二高調波及び和周波の位
相速度がある一定の条件を満たすとき効率よくエネルギ
ーの移行が行われ、この条件を位相整合条件という。よ
って非線形光学結晶16は光共振器10内に前記位相整
合条件を満たすように設置される。この装置においてレ
ーザ活性媒体12にNd : YAGを使用すると11
064nのレーザ光24が基本波として得られる。この
とき非線形光学結晶がグリーン光用KTP結晶(KTi
OPO,)16である場合、第二高調波である532n
mのグリーン光26が発生する。また、非線形光学結晶
がブルー光用KTP結晶17である場合半導体レーザ1
4からの808 n、 mのレーザ光22とNd : 
YAGレーザの基本波である11064nのレーザ光2
4との和周波として459nmのブルー光27が発生す
る。グリーン光26の発生時とブルー光27の発生時で
はKTP結晶の結晶軸に対する位相整合条件を満たす方
向が違うため、グリーン光用KTP結晶16とブルー光
用KTP結晶17ではそれぞれの位相整合条件を満たす
方向に基本波が入射するように結晶面が切断されている
。そのためグリーン光用KTP結晶16とブルー光用K
TP結晶17では違う切断面をもった別の結晶が使用さ
れていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、第二高調波と和周波の両方が必要とされ
る装置の場合、第二高調波用非線形光学結晶及び固体レ
ーザと和周波用非線形光学結晶及び固体レーザを設置し
なければならず、コストを低く抑えることが困難であっ
た。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、使用する非線形光学結晶の数を減らし、低コ
ストで信頼性の高い複数波長発生固体レーザを提供する
ことを目的としている。
[課題を解決するための手段] この目的を達成するために本発明の複数波長発生固体レ
ーザは、第二高調波と和周波の位相整合条件をそれぞれ
満たす2つの方向に光が進行できるように成形された非
線形光学結晶を使用している。
[作用] 上記の構成を有する本発明の複数波長発生レーザは基本
波が一つの非線形結晶中を異なった位相整合条件の方向
に進行することにより第二高調波及び和周波を発生する
[実施例] 以下、本発明を具体化した一実施例を図面を参照して説
明する。
まず最初に第1図を参照して構成を説明する。
ここで従来技術に示されている部分と同一の部分には同
一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。本実施例
の装置は光共振器10、Nd:YAGロッド12、グリ
ーン光ブルー光兼用KTP結晶(KT i OP Oa
 ) 30、KTP結晶回転台32、励起用半導体レー
ザ14、集光レンズ系15から構成されている。光共振
器10は入力ミラー18と出力ミラー20によって形成
され、入力ミラー18は808nm付近の波長に対して
非反射、11064n付近および532nm付近の波長
に対して高反射、出力ミラー20は11064n付近の
波長に対して高反射、532nm付近及び459nm付
近の波長に対して非反射であるようにコーティングが施
されている。従来技術で述べたように、グリーン光用K
TP結晶とブルー光用KTP結晶では位相整合条件を満
たすときの結晶軸に対する光の進行方向が異なる。つま
りグリーン光となる第二高調波を発生するには、x、 
 y、  zをKTPの結晶とするとxy平面に平行で
X軸から一定の角度の方向(以後G方向)に基本波を入
射させたときが位相整合条件を見たし、グリーン光への
変換の効率が最も高く、それに対してブルー光となる和
周波を発生するには、y軸に平行な方向(以後B方向)
に基本波を入射させたときブルー光への変換効率が最も
高い。この2つの入射方向に対してそれぞれ垂直な面を
KTP結晶がもつように本実施例で使用したグリーン光
ブルー光兼用KTP結晶30は第2図で示されるような
形に成形されている。ここで第2図はZ方向からこのK
TP結晶30を見たものであり、立体的にはこの平行四
辺形を底面に持つ四角柱となっている。
このKTP結晶30は第3図のようにKTP結晶回転台
32の上に設置され、共振器10内で2軸を中心に回転
し、共振器中の基本波の進行方向がG方向あるいはB方
向に一致するように切り替えが可能である。
次にグリーン光及びブルー光が発生する過程を順を追っ
て説明する。まずKTP結晶30のG方向つまりグリー
ン光発生用の方向が基本波の進行方向に一致するように
設置された場合、半導体レーザ14からのレーザ光22
は集光レンズ系15で集光され入力ミラー18KTP結
晶30を透過し、YAGロッド12に吸収される。この
入射光によって励起されたYAGロッド12は1106
4nの光24を増幅し共振器内に光の場が生じる。
1.064nmのレーザ光24はKTP結晶30を通過
することにより一部が第二高調波に変換され532nm
のグリーンのレーザ光26となり出力ミラー20を透過
し外部に出力される。次にKTP結晶回転台32を回転
しKTP結晶30のB方向つまりブルー光発生用の方向
が基本波の進行方向に一致するように設置された場合、
半導体レーザ14から発生した808nmのレーザ光2
2は集光レンズ系15で集光され、人力ミラー18、K
TP結晶30を透過し、YAGロッド12に吸収されて
グリーン光発生時と同様に共振器内に光の場が生じる。
このとき、KTP結晶30内で11064nのレーザ光
24と808nmのレーザ光22が周波数上昇変換され
、和周波である459nmのブルーのレーザ光27を発
生する。グリーン光発生時は、半導体レーザ14からの
励起光はYAGロッド12が吸収しやすい波長でよいが
ブルー光発生時は位相整合の関係上808nmの励起光
が最も効率よく和周波を発生する。また8Q3nmの波
長はYAGロッドの吸収ピーク付近でもあるため、この
波長に固定しておけば、半導体レーザの波長を調整しな
おす必要がなく、KTP結晶30を回転するだけでグリ
ーン光とブルー光の変換ができる。
前記の実施例以外に1つのKTP結晶からグリーン光と
ブルー光を発生する装置として第4図のような実施例も
ある。まず第4図を参照して構成を説明する。本実施例
の装置はブルー光用の光軸40とグリーン光用の光軸5
0がグリーン光ブルー光兼用KTP結晶30中で交わっ
ている。ブルー光用アライメントは励起用半導体レーザ
42、集光レンズ系43、出力ミラー44、人力ミラー
45、YAGロッド46、KTP結晶30から構成され
ており、グリーン光用アライメントは励起用半導体レー
ザ52、集光レンズ系53、出力ミラー54、YAGロ
ッド56、KTP結晶30から構成されている。ここで
KTP結晶30はブルー光用アライメントとグリーン光
用アライメントに共有され、ブルー光、グリーン光がそ
れぞれ位相整合条件を満たす方向に入射するように設定
されている。また、グリーン光用アライメントではYA
Gロッド56の入射面が励起光に対して非反射YAGレ
ーザ基本波に対して高反射のコーティングがなされてお
り、出力ミラー54とで共振器を形成している。本実施
例ではKTP結晶を回転させることなく、光軸40に沿
ってブルー光48、光軸50に沿ってグリーン光58が
発生する。また第5図は第4図の実施例の変形例であり
、入力ミラー64、出力ミラー65で形成される共振器
内にYAGロッド66、ハーフミラ−68,70、ミラ
ー72,73,74,75.76.77を設置してKT
P結晶30に二方向から基本波を入射し、レーザ装置を
一組だけ使用してグリーン光80及びブルー光82を同
時に出力できる。その他この発明の趣旨を逸脱しない範
囲において種々の変更を加えることができる。例えば、
本実施例では、グリーン光ブルー光兼用結品KTPを第
2図のように平行四辺形を底面にもつ四角柱としたが、
G方向とB方向に光が進行できればよく、この形にかぎ
らない。またKTP結晶以外の他の適当な非線形光学材
料を使用してもよい。
[発明の効果] 以上詳述したことから明らかなように、本発明によれば
、−個の非線形光学結晶で必要に応じて第二高調波及び
和周波を発生させることができるため部品数を減少させ
、信頼性を高くする効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第5図までは本発明を具体化した実施例を示
すもので、第1図は複数波長発生固体レーザの構成を側
面から見た図、第2図はグリーン光ブルー光兼用KTP
結晶の形状を示した断面図、第3図はグリーン光ブルー
光兼用KTP結晶と、基本波の入射方向を切りかえる回
転台の概略図、第4図はKTP結晶1個とYAGレーザ
装置2組を組み合わせた実施例の構成図、第5図はYA
Gレーザ装置を1組だけ使用した第4図の変形例の構成
図、第6図は従来のグリーン光発生レーザ及びブルー光
発生レーザの構成図である。 図中、10は共振器、12はレーザ活性媒体、14は半
導体レーザ、15は集光レンズ系、16はグリーン光用
KTP結晶、17はブルー光用KTP結晶、30はグリ
ーン光ブルー光兼用KTP結晶、32は回転台である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、2枚の鏡によって構成された一組あるいは複数組の
    共振器とこの共振器内に配置され、所定の基板を発生す
    るレーザ活性媒体と基本波が複数の方向に進行すること
    により、その方向に平行に複数の波長を発生する非線形
    光学結晶を有することを特徴とする複数波長発生固体レ
    ーザ。 2、底面が複数の平行な辺の対を持つ多角柱に成形され
    た非線形光学結晶を使用することを特徴とする請求項1
    に記載の複数波長発生固体レーザ。
JP27666689A 1989-10-24 1989-10-24 複数波長発生固体レーザ Pending JPH03138991A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04318527A (ja) * 1991-04-17 1992-11-10 Fuji Photo Film Co Ltd 光波長変換装置
US5249193A (en) * 1991-03-20 1993-09-28 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Solid-state laser system
JPH06194707A (ja) * 1992-09-25 1994-07-15 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 光学装置及びレーザシステム
KR950023991A (ko) * 1994-01-31 1995-08-21 김광호 제2고조파 발생(shg)용 케이티피(ktp) 코팅막
WO2000007269A1 (en) * 1998-07-29 2000-02-10 Uniphase Corporation Decoupled intracavity laser alignment
JP2004128087A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Nidek Co Ltd レーザ装置
JP2009251005A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Seiko Epson Corp 光源装置及びプロジェクタ

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