JPH04275475A - 第二高調波発生装置 - Google Patents
第二高調波発生装置Info
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- JPH04275475A JPH04275475A JP6101491A JP6101491A JPH04275475A JP H04275475 A JPH04275475 A JP H04275475A JP 6101491 A JP6101491 A JP 6101491A JP 6101491 A JP6101491 A JP 6101491A JP H04275475 A JPH04275475 A JP H04275475A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、共振器内に配置した非
線形光学結晶によってレーザ光を波長変換するようにし
た第二高調波発生装置に関する。
線形光学結晶によってレーザ光を波長変換するようにし
た第二高調波発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】非線形光学結晶に基本波レーザ光を入射
すると、この基本波の半分の波長を持つレーザ光が発生
する現象は第二高調波発生装置として知られている。し
かし、基本波レーザ光の第二高調波レーザ光への変換効
率は基本波レーザ光のパワー密度に依存するため基本波
レーザ光を非線形光学結晶に入射させるだけではレーザ
光のパワー密度が小さく、第二高調波レーザ光の発生効
率が低下するという問題点があった。また、一般に行わ
れている共振器外部における波長変換では、偏光面制御
素子、非線形光学結晶等を配置することによる第二高調
波発生装置の大型化、変換効率の低下などの問題点があ
った。
すると、この基本波の半分の波長を持つレーザ光が発生
する現象は第二高調波発生装置として知られている。し
かし、基本波レーザ光の第二高調波レーザ光への変換効
率は基本波レーザ光のパワー密度に依存するため基本波
レーザ光を非線形光学結晶に入射させるだけではレーザ
光のパワー密度が小さく、第二高調波レーザ光の発生効
率が低下するという問題点があった。また、一般に行わ
れている共振器外部における波長変換では、偏光面制御
素子、非線形光学結晶等を配置することによる第二高調
波発生装置の大型化、変換効率の低下などの問題点があ
った。
【０００３】この問題を解決する手段として、例えば、
雑誌“Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．”Ｌｅｔｔ．７．１９６５
ｐ２５６−２５８に示されるように共振器内部に非線
形光学結晶を配置することにより、第二高調波発生装置
を小型化し、高効率にて第二高調波を発生させる技術が
公知となっている。具体的には、図８に示すように、固
体レーザロッド６、励起用ランプ７、集光反射鏡８から
成るレーザ励起部５と、このレーザ励起部５の両側に対
向して設けられた２枚の曲率を持ったミラー、すなわち
基本波、第二高調波レーザ光を全反射するミラー１３及
び基本波レーザ光を全反射し第二高調波レーザ光を透過
する出力ミラー１４と、出力ミラー１４とレーザ励起部
５との間に設けられた非線形光学結晶１２と、ブリュー
スタープレート１５とで構成される。
雑誌“Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．”Ｌｅｔｔ．７．１９６５
ｐ２５６−２５８に示されるように共振器内部に非線
形光学結晶を配置することにより、第二高調波発生装置
を小型化し、高効率にて第二高調波を発生させる技術が
公知となっている。具体的には、図８に示すように、固
体レーザロッド６、励起用ランプ７、集光反射鏡８から
成るレーザ励起部５と、このレーザ励起部５の両側に対
向して設けられた２枚の曲率を持ったミラー、すなわち
基本波、第二高調波レーザ光を全反射するミラー１３及
び基本波レーザ光を全反射し第二高調波レーザ光を透過
する出力ミラー１４と、出力ミラー１４とレーザ励起部
５との間に設けられた非線形光学結晶１２と、ブリュー
スタープレート１５とで構成される。
【０００４】さらに、特開平１−１３０５８２号公報に
おいては、互いに直行する光学軸を持つ非線形光学結晶
を２つ隣接させてレーザー光軸上に配置することにより
、非線形光学結晶の有する複屈折性に起因する第二高調
波への変換効率の低下を補正する手段が考案されている
。
おいては、互いに直行する光学軸を持つ非線形光学結晶
を２つ隣接させてレーザー光軸上に配置することにより
、非線形光学結晶の有する複屈折性に起因する第二高調
波への変換効率の低下を補正する手段が考案されている
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、固体レーザ
ロッドを有する第二高調波発生装置においては、レーザ
ロッドの熱的な複屈折性に起因する基本波レーザ光の偏
光面の乱れが第二高調波への変換効率を著しく低下させ
るという重要な問題点がある。
ロッドを有する第二高調波発生装置においては、レーザ
ロッドの熱的な複屈折性に起因する基本波レーザ光の偏
光面の乱れが第二高調波への変換効率を著しく低下させ
るという重要な問題点がある。
【０００６】ランプ励起を用いる固体レーザ装置に於い
ては、レーザロッドが熱応力によって破損することを防
ぐ目的で、通常レーザロッドの周辺を水などの冷媒で冷
却する必要がある。これが円柱状のレーザロッドの半径
方向に温度勾配及び応力勾配を招き、光学的な複屈折性
を発生せしめる。その結果、直線偏光面を有したレーザ
光がレーザロッドに入射する場合、レーザロッドの半径
方向成分の電界ベクトルと、前記成分と垂直な成分の電
界ベクトルを有するレーザ光に関しては互いに直交する
電界ベクトルの伝搬速度に違いが生じ、位相差が発生す
る。それゆえ偏光プリズムやブリュースタープレートの
ような偏光素子を含んだレーザー発生装置においては、
偏光素子によって直線偏光とされたレーザー光がレーザ
ロッドに入射すると、その大部分はレーザーロッドを通
過する際に楕円偏光面を有するレーザ光となる。
ては、レーザロッドが熱応力によって破損することを防
ぐ目的で、通常レーザロッドの周辺を水などの冷媒で冷
却する必要がある。これが円柱状のレーザロッドの半径
方向に温度勾配及び応力勾配を招き、光学的な複屈折性
を発生せしめる。その結果、直線偏光面を有したレーザ
光がレーザロッドに入射する場合、レーザロッドの半径
方向成分の電界ベクトルと、前記成分と垂直な成分の電
界ベクトルを有するレーザ光に関しては互いに直交する
電界ベクトルの伝搬速度に違いが生じ、位相差が発生す
る。それゆえ偏光プリズムやブリュースタープレートの
ような偏光素子を含んだレーザー発生装置においては、
偏光素子によって直線偏光とされたレーザー光がレーザ
ロッドに入射すると、その大部分はレーザーロッドを通
過する際に楕円偏光面を有するレーザ光となる。
【０００７】ところで、非線形光学結晶を用いて第二高
調波を発生させる場合、直線偏光した基本波レーザー光
を、位相整合条件を満足せしめる入射角度を持って非線
形光学結晶に入射される必要がある。それゆえレーザー
ロッドの熱的な複屈折性に起因して生じた偏光面の乱れ
た基本波レーザ光を第二高調波レーザ光に変換する場合
、偏光面制御素子を使用して基本波レーザ光成分の大部
分を共振器外に除去しなければならず、その結果第二高
調波レーザ光の出力及び効率は非常に低下するという問
題点があった。
調波を発生させる場合、直線偏光した基本波レーザー光
を、位相整合条件を満足せしめる入射角度を持って非線
形光学結晶に入射される必要がある。それゆえレーザー
ロッドの熱的な複屈折性に起因して生じた偏光面の乱れ
た基本波レーザ光を第二高調波レーザ光に変換する場合
、偏光面制御素子を使用して基本波レーザ光成分の大部
分を共振器外に除去しなければならず、その結果第二高
調波レーザ光の出力及び効率は非常に低下するという問
題点があった。
【０００８】本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、レーザロッドの熱的な複屈折性に
起因して生じる基本波レーザ光の偏光面の乱れを共振器
外部へ除去する事なく共振器内で制御し、２枚の集光レ
ンズでテレスコープを形成し、その共焦点位置に非線形
光学結晶を配置することにより、高出力かつ高効率で第
二高調波を発生せしめる第二高調波発生装置を得ること
を目的とする。
めになされたもので、レーザロッドの熱的な複屈折性に
起因して生じる基本波レーザ光の偏光面の乱れを共振器
外部へ除去する事なく共振器内で制御し、２枚の集光レ
ンズでテレスコープを形成し、その共焦点位置に非線形
光学結晶を配置することにより、高出力かつ高効率で第
二高調波を発生せしめる第二高調波発生装置を得ること
を目的とする。
【０００９】
【発明の構成】上記目的を達成するために本発明の第二
高調波発生装置は、ミラー（Ａ）と、レーザロッド、励
起用ランプ、集光反射鏡からなるレーザ励起部と、レー
ザ励起部とミラー（Ａ）との間に配置した４５°偏光面
回転素子と、レーザ励起部をはさんでミラー（Ａ）と対
向するように配置されたミラー（Ｃ）と、ミラー（Ｃ）
とレーザ励起部の間に偏光ビームスプリッターを配置し
、偏光ビームスプリッターを透過するＰ偏光に対してミ
ラー（Ａ）とミラー（Ｃ）で共振器を構成し、更に概偏
光ビームスプリッターで反射されるＳ偏光に対してミラ
ー（Ａ）と対向する位置に配置されたミラー（Ｂ）とで
共振器を構成することにより、ミラー（Ａ）とミラー（
Ｂ）とミラー（Ｃ）との間で複合共振器を構成すること
によって、レーザーロッドの熱的な複屈折性に起因する
基本波レーザー光の偏光面の乱れを補正し、共振器内部
で単一直線偏光面に制御し、高出力かつ高効率での第二
高調波発生を可能にしたものである。
高調波発生装置は、ミラー（Ａ）と、レーザロッド、励
起用ランプ、集光反射鏡からなるレーザ励起部と、レー
ザ励起部とミラー（Ａ）との間に配置した４５°偏光面
回転素子と、レーザ励起部をはさんでミラー（Ａ）と対
向するように配置されたミラー（Ｃ）と、ミラー（Ｃ）
とレーザ励起部の間に偏光ビームスプリッターを配置し
、偏光ビームスプリッターを透過するＰ偏光に対してミ
ラー（Ａ）とミラー（Ｃ）で共振器を構成し、更に概偏
光ビームスプリッターで反射されるＳ偏光に対してミラ
ー（Ａ）と対向する位置に配置されたミラー（Ｂ）とで
共振器を構成することにより、ミラー（Ａ）とミラー（
Ｂ）とミラー（Ｃ）との間で複合共振器を構成すること
によって、レーザーロッドの熱的な複屈折性に起因する
基本波レーザー光の偏光面の乱れを補正し、共振器内部
で単一直線偏光面に制御し、高出力かつ高効率での第二
高調波発生を可能にしたものである。
【００１０】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。図２に示すよ
うにＹ軸方向に平行な直線偏光を有する基本波レーザ光
がレーザロッドを通過する際に、例えば点ＰのようにＹ
軸上からずれた場所を通過する基本波レーザ光は円柱状
のレーザロッドの半径方向に生じた温度勾配及び応力勾
配に起因する光学的な複屈折性により、レーザロッドの
半径方向成分の屈折率ｎｒ とｎｒ に垂直な方向の屈
折率ｎが異なるためレーザロッドの半径方向成分の電界
ベクトルＥｒとＥｒ 成分に垂直な電界ベクトル成分Ｅ
とでは伝搬速度に違いが生じ、レーザロッド通過後には
位相差が発生することによって楕円偏光面を有する基本
波レーザ光となる。Ｘ、Ｙ軸上を通過する基本波レーザ
光に関しては電界ベクトルはＥｒ 成分のみであるので
伝搬速度は一定であり、位相差が生じないため、レーザ
ロッド通過後も直線偏光を有する基本波レーザ光となる
。次に、楕円偏光面の制御方法について説明する。図３
に示すように、レーザロッド６に入射するレーザ光の特
性は下記の数１で示されるベクトルＡで記述され、レー
ザロッド６内での複屈折性、及び４５°偏光面回転素子
４の特性マトリクスはそれぞれ下記の数２、数３で記述
される。
うにＹ軸方向に平行な直線偏光を有する基本波レーザ光
がレーザロッドを通過する際に、例えば点ＰのようにＹ
軸上からずれた場所を通過する基本波レーザ光は円柱状
のレーザロッドの半径方向に生じた温度勾配及び応力勾
配に起因する光学的な複屈折性により、レーザロッドの
半径方向成分の屈折率ｎｒ とｎｒ に垂直な方向の屈
折率ｎが異なるためレーザロッドの半径方向成分の電界
ベクトルＥｒとＥｒ 成分に垂直な電界ベクトル成分Ｅ
とでは伝搬速度に違いが生じ、レーザロッド通過後には
位相差が発生することによって楕円偏光面を有する基本
波レーザ光となる。Ｘ、Ｙ軸上を通過する基本波レーザ
光に関しては電界ベクトルはＥｒ 成分のみであるので
伝搬速度は一定であり、位相差が生じないため、レーザ
ロッド通過後も直線偏光を有する基本波レーザ光となる
。次に、楕円偏光面の制御方法について説明する。図３
に示すように、レーザロッド６に入射するレーザ光の特
性は下記の数１で示されるベクトルＡで記述され、レー
ザロッド６内での複屈折性、及び４５°偏光面回転素子
４の特性マトリクスはそれぞれ下記の数２、数３で記述
される。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【数２】
【００１３】
【数３】
【００１４】すると、レーザロッド６に入射した基本波
レーザ光のベクトルＡが４５°偏光面回転素子４を通過
してミラー（Ａ）１で反射され、再び４５°偏光面回転
素子４を通過し、レーザロッド６を通過することによっ
て、ベクトルＡ’で記述される基本波レーザ光となり、
入射光と直行する直線偏光面を有する基本波レーザ光と
なることが下記の数４よりわかる。
レーザ光のベクトルＡが４５°偏光面回転素子４を通過
してミラー（Ａ）１で反射され、再び４５°偏光面回転
素子４を通過し、レーザロッド６を通過することによっ
て、ベクトルＡ’で記述される基本波レーザ光となり、
入射光と直行する直線偏光面を有する基本波レーザ光と
なることが下記の数４よりわかる。
【００１５】
【数４】
【００１６】本発明の作用を模式的に示した図が図４で
ある。直線偏光面（Ｐ偏光）を有する基本波レーザ光が
レーザロッド６を通過する際に楕円偏光面を有する基本
波レーザ光となり、４５°偏光面回転素子４を通過し、
基本波レーザ光を全反射せしめるミラー（Ａ）１で反射
され、再び４５°偏光面回転素子４を通過することによ
って楕円偏光面を９０°回転した基本波レーザ光となり
、その結果、基本波レーザ光がレーザロッド６を再び通
過する際に、レーザロッド６の熱的な複屈折性に起因す
る偏光面の楕円性を相殺し、入射レーザ光と直交する直
線偏光（Ｓ偏光）を有する基本波レーザ光となる。
ある。直線偏光面（Ｐ偏光）を有する基本波レーザ光が
レーザロッド６を通過する際に楕円偏光面を有する基本
波レーザ光となり、４５°偏光面回転素子４を通過し、
基本波レーザ光を全反射せしめるミラー（Ａ）１で反射
され、再び４５°偏光面回転素子４を通過することによ
って楕円偏光面を９０°回転した基本波レーザ光となり
、その結果、基本波レーザ光がレーザロッド６を再び通
過する際に、レーザロッド６の熱的な複屈折性に起因す
る偏光面の楕円性を相殺し、入射レーザ光と直交する直
線偏光（Ｓ偏光）を有する基本波レーザ光となる。
【００１７】入射レーザ光と直交する直線偏光（Ｓ偏光
）を有する基本波レーザ光が偏光ビームスプリッター９
で反射され、基本波レーザ光を全反射するミラー（Ｂ）
２で反射され、さらに偏光ビームスプリッター９で反射
されることにより、再びレーザロッド６を通過する。
）を有する基本波レーザ光が偏光ビームスプリッター９
で反射され、基本波レーザ光を全反射するミラー（Ｂ）
２で反射され、さらに偏光ビームスプリッター９で反射
されることにより、再びレーザロッド６を通過する。
【００１８】すると、レーザロッド６の熱的な複屈折性
により楕円偏光面を有する基本波レーザ光となり、４５
°偏光面回転素子４を通過してミラー（Ａ）１で反射さ
れ、再び４５°偏光面回転素子４を通過することによっ
て楕円偏光面を９０°回転し、レーザロッド６を再び通
過する際に、レーザロッド６の熱的な複屈折性に起因す
る偏光面の楕円性を相殺し、最終的に入射レーザ光と平
行な直線偏光（Ｐ偏光）を有する基本波レーザ光となり
、偏光ビームスプリッター９を通過する。
により楕円偏光面を有する基本波レーザ光となり、４５
°偏光面回転素子４を通過してミラー（Ａ）１で反射さ
れ、再び４５°偏光面回転素子４を通過することによっ
て楕円偏光面を９０°回転し、レーザロッド６を再び通
過する際に、レーザロッド６の熱的な複屈折性に起因す
る偏光面の楕円性を相殺し、最終的に入射レーザ光と平
行な直線偏光（Ｐ偏光）を有する基本波レーザ光となり
、偏光ビームスプリッター９を通過する。
【００１９】この際、偏光ビームスプリッター９とミラ
ー（Ｃ）３の間に設置された２枚の集光レンズ１０、１
１からなるテレスコープにより、入射レーザ光に平行な
直線偏光（Ｐ偏光）を有する基本波レーザ光が共焦点位
置において最もビーム直径が小さく成るよう絞り込まれ
、パワー密度が増加し、テレスコープの共焦点位置に配
置された非線形光学結晶１２に位相整合条件を満足せし
める入射角度を持って入射されることによって、第二高
調波に変換され、基本波レーザ光を全反射し、第二高調
波レーザ光を透過するミラー（Ｃ）３より、第二高調波
として取り出される。
ー（Ｃ）３の間に設置された２枚の集光レンズ１０、１
１からなるテレスコープにより、入射レーザ光に平行な
直線偏光（Ｐ偏光）を有する基本波レーザ光が共焦点位
置において最もビーム直径が小さく成るよう絞り込まれ
、パワー密度が増加し、テレスコープの共焦点位置に配
置された非線形光学結晶１２に位相整合条件を満足せし
める入射角度を持って入射されることによって、第二高
調波に変換され、基本波レーザ光を全反射し、第二高調
波レーザ光を透過するミラー（Ｃ）３より、第二高調波
として取り出される。
【００２０】また、偏光ビームスプリッター９とミラー
（Ｂ）２の間及び偏光ビームスプリッター９とミラー（
Ｃ）３の間の双方に２枚の集光レンズ１０、１１からな
るテレスコープを配置し、その共焦点位置に非線形光学
結晶１２を設置することにより、互いに直交する基本波
レーザ光（Ｐ偏光及びＳ偏光）を第二高調波レーザ光に
変換し、ミラー（Ｂ）２、ミラー（Ｃ）３より取り出す
ことも可能である。
（Ｂ）２の間及び偏光ビームスプリッター９とミラー（
Ｃ）３の間の双方に２枚の集光レンズ１０、１１からな
るテレスコープを配置し、その共焦点位置に非線形光学
結晶１２を設置することにより、互いに直交する基本波
レーザ光（Ｐ偏光及びＳ偏光）を第二高調波レーザ光に
変換し、ミラー（Ｂ）２、ミラー（Ｃ）３より取り出す
ことも可能である。
【００２１】非線形光学結晶の位相整合条件としてはＴ
ｙｐｅ Ｉ位相整合とＴｙｐｅＩＩ位相整合の２種類が
あり、ＴｙｐｅＩＩ位相整合に関しては、直線偏光した
基本波レーザ光を非線形光学結晶の常光成分とそれに直
交する異常成分として入射し、第二高調波レーザ光を異
常光成分として取り出されるので、レーザロッド６と偏
光ビームスプリッター９の間に２枚の集光レンズ１０、
１１を設けテレスコープを形成し、その共焦点位置に非
線形光学結晶１２を設置することにより、互いに直交す
る基本波レーザ光（Ｐ偏光及びＳ偏光）双方を同時に第
二高調波レーザ光に変換し、ミラー（Ａ）１、ミラー（
Ｂ）２、ミラー（Ｃ）３より取り出すことも可能である
。
ｙｐｅ Ｉ位相整合とＴｙｐｅＩＩ位相整合の２種類が
あり、ＴｙｐｅＩＩ位相整合に関しては、直線偏光した
基本波レーザ光を非線形光学結晶の常光成分とそれに直
交する異常成分として入射し、第二高調波レーザ光を異
常光成分として取り出されるので、レーザロッド６と偏
光ビームスプリッター９の間に２枚の集光レンズ１０、
１１を設けテレスコープを形成し、その共焦点位置に非
線形光学結晶１２を設置することにより、互いに直交す
る基本波レーザ光（Ｐ偏光及びＳ偏光）双方を同時に第
二高調波レーザ光に変換し、ミラー（Ａ）１、ミラー（
Ｂ）２、ミラー（Ｃ）３より取り出すことも可能である
。
【００２２】上記の作用は、励起用ランプとしてアーク
ランプを用いたＣＷレーザでもフラッシュランプを用い
たパルスレーザでも同様である。また、偏光面回転素子
として、ファラデーローテーター、４５°偏光回転素子
などの使用が可能であり、偏光ビームスプリッターとし
て、ガラス製あるいは石英製薄膜ポラライザ、ウオラス
トンプリズム、グラントンプソンプリズムなどの使用が
可能である。また、非線形光学結晶としては、ＫＴＰ、
ＬＢＯ等に代表される無機非線形光学結晶、ＤＡＮ、Ｐ
ＲＡ等に代表される有機非線形光学結晶などが適用可能
である。
ランプを用いたＣＷレーザでもフラッシュランプを用い
たパルスレーザでも同様である。また、偏光面回転素子
として、ファラデーローテーター、４５°偏光回転素子
などの使用が可能であり、偏光ビームスプリッターとし
て、ガラス製あるいは石英製薄膜ポラライザ、ウオラス
トンプリズム、グラントンプソンプリズムなどの使用が
可能である。また、非線形光学結晶としては、ＫＴＰ、
ＬＢＯ等に代表される無機非線形光学結晶、ＤＡＮ、Ｐ
ＲＡ等に代表される有機非線形光学結晶などが適用可能
である。
【００２３】
【実施例】図１に本発明にかかわる第二高調波発生装置
の一実施例を示す。レーザ励起部５はＹＡＧロッド６、
２本の励起用アークランプ（３ｋＷ〜１０ｋＷ入力）７
、２重楕円集光反射鏡８から構成されており、ＹＡＧロ
ッド６は水冷されている。ミラー（Ａ）１、（Ｂ）２は
基本波及び第二高調波レーザ光が反射されるようにコー
ティングが施されており、特に基本波レーザ光の反射率
は９９％以上となっている。ミラー（Ｃ）３は、基本波
レーザ光の反射率が９９％以上となり、第二高調波レー
ザ光が透過するようにコーティングが施されている。レ
ーザ励起部と出力ミラー（Ａ）１の間に光軸に垂直に４
５°偏光面回転素子４が配置され、レーザ励起部５と出
力ミラー（Ｃ）３の間に偏光ビームスプリッター９とし
て、石英製の薄膜ポラライザーが配置されている。偏光
ビームスプリッター９の配置角度としては互いに直交す
る直線偏光面を的確に分離するような配置角度に設定す
る必要があり、本実施例においては、石英製の薄膜ポラ
ライザー９の基本波レーザ光の波長に対する屈折率は１
．４５であるから、光軸に対してｔａｎ θ＝ｎ１／ｎ
２［ｎ１ ＝薄膜ポラライザーの有する屈折率＝１．４
５、ｎ２ ＝空気の有する屈折率＝１．００〕なる角度
θ＝５５°±３°に傾けて配置されている。なお、４５
°偏光面回転素子４と薄膜ポラライザー９には、基本波
及び第二高調波レーザ光が透過するようにコーティング
が施されている。薄膜ポラライザー９とミラー（Ｃ）３
の間には、基本波及び第二高調波レーザ光が透過するよ
うにコーティングが施された２枚の集光レンズ１０、１
１が共焦点条件で設置されテレスコープとして動作する
。さらに、共焦点位置には非線形光学結晶１２としてＫ
ＴＰ結晶が設置され、基本波及び第二高調波レーザ光が
透過するようにコーティングが施されている。この配置
によって紙面に平行な直線偏光を有する基本波レーザ光
が共焦点位置において最もビーム直径が小さくなるよう
に絞り込まれ、パワー密度が増加し、テレスコープの共
焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に位相整合条件を
満足せしめる入射角度を持って入射されることによって
、第二高調波レーザー光に波長変換され、ミラー（Ｃ）
３より、第二高調波レーザ光として取り出される。
の一実施例を示す。レーザ励起部５はＹＡＧロッド６、
２本の励起用アークランプ（３ｋＷ〜１０ｋＷ入力）７
、２重楕円集光反射鏡８から構成されており、ＹＡＧロ
ッド６は水冷されている。ミラー（Ａ）１、（Ｂ）２は
基本波及び第二高調波レーザ光が反射されるようにコー
ティングが施されており、特に基本波レーザ光の反射率
は９９％以上となっている。ミラー（Ｃ）３は、基本波
レーザ光の反射率が９９％以上となり、第二高調波レー
ザ光が透過するようにコーティングが施されている。レ
ーザ励起部と出力ミラー（Ａ）１の間に光軸に垂直に４
５°偏光面回転素子４が配置され、レーザ励起部５と出
力ミラー（Ｃ）３の間に偏光ビームスプリッター９とし
て、石英製の薄膜ポラライザーが配置されている。偏光
ビームスプリッター９の配置角度としては互いに直交す
る直線偏光面を的確に分離するような配置角度に設定す
る必要があり、本実施例においては、石英製の薄膜ポラ
ライザー９の基本波レーザ光の波長に対する屈折率は１
．４５であるから、光軸に対してｔａｎ θ＝ｎ１／ｎ
２［ｎ１ ＝薄膜ポラライザーの有する屈折率＝１．４
５、ｎ２ ＝空気の有する屈折率＝１．００〕なる角度
θ＝５５°±３°に傾けて配置されている。なお、４５
°偏光面回転素子４と薄膜ポラライザー９には、基本波
及び第二高調波レーザ光が透過するようにコーティング
が施されている。薄膜ポラライザー９とミラー（Ｃ）３
の間には、基本波及び第二高調波レーザ光が透過するよ
うにコーティングが施された２枚の集光レンズ１０、１
１が共焦点条件で設置されテレスコープとして動作する
。さらに、共焦点位置には非線形光学結晶１２としてＫ
ＴＰ結晶が設置され、基本波及び第二高調波レーザ光が
透過するようにコーティングが施されている。この配置
によって紙面に平行な直線偏光を有する基本波レーザ光
が共焦点位置において最もビーム直径が小さくなるよう
に絞り込まれ、パワー密度が増加し、テレスコープの共
焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に位相整合条件を
満足せしめる入射角度を持って入射されることによって
、第二高調波レーザー光に波長変換され、ミラー（Ｃ）
３より、第二高調波レーザ光として取り出される。
【００２４】図５は本発明の第２の実施例である。ミラ
ー（Ａ）１、（Ｃ）３には基本波及び第二高調波レーザ
光が反射されるようにコーティングが施されており、ミ
ラー（Ｂ）２には基本波レーザ光の反射率が９９％以上
となり、第二高調波レーザ光が透過するようにコーティ
ングが施されている。薄膜ポラライザー９と薄膜ポララ
イザーの法線に対して５５°±３°傾けて配置されたミ
ラー（Ｂ）２の間に２枚の集光レンズ１０、１１とＫＴ
Ｐ結晶１２が設置され、紙面に垂直な直線偏光を有する
基本波レーザ光が共焦点位置において最もビーム直径が
小さくなるように絞り込まれ、パワー密度が増加し、テ
レスコープの共焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に
位相整合条件を満足せしめる入射角度を持って入射され
ることによって、第二高調波レーザ光に波長変換され、
ミラー（Ｂ）２より、第二高調波レーザ光として取り出
される。
ー（Ａ）１、（Ｃ）３には基本波及び第二高調波レーザ
光が反射されるようにコーティングが施されており、ミ
ラー（Ｂ）２には基本波レーザ光の反射率が９９％以上
となり、第二高調波レーザ光が透過するようにコーティ
ングが施されている。薄膜ポラライザー９と薄膜ポララ
イザーの法線に対して５５°±３°傾けて配置されたミ
ラー（Ｂ）２の間に２枚の集光レンズ１０、１１とＫＴ
Ｐ結晶１２が設置され、紙面に垂直な直線偏光を有する
基本波レーザ光が共焦点位置において最もビーム直径が
小さくなるように絞り込まれ、パワー密度が増加し、テ
レスコープの共焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に
位相整合条件を満足せしめる入射角度を持って入射され
ることによって、第二高調波レーザ光に波長変換され、
ミラー（Ｂ）２より、第二高調波レーザ光として取り出
される。
【００２５】図６は本発明の第３の実施例である。２枚
の集光レンズ１０、１１とＫＴＰ結晶１２をそれぞれ薄
膜ポラライザー９とミラー（Ｂ）２（Ｃ）３の間に配置
することにより、紙面に垂直な直線偏光を有する基本波
レーザ光と紙面に平行な直線偏光を有する基本波レーザ
光が、それぞれ共焦点位置において最もビーム直径が小
さくなるように絞り込まれ、パワー密度が増加し、テレ
スコープの共焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に位
相整合条件を満足せしめる入射角度を持って入射される
ことによって、第二高調波レーザ光に波長変換され、ミ
ラー（Ｂ）２（Ｃ）３の双方から第二高調波レーザ光と
して取り出す事も可能である。なお、この場合、ミラー
（Ａ）１には基本波及び第二高調波レーザ光が反射され
るようにコーティングが施されており、ミラー（Ｂ）２
（Ｃ）３には基本波レーザ光の反射率が９９％以上とな
り、第二高調波レーザ光が透過するようにコーティング
が施されている。
の集光レンズ１０、１１とＫＴＰ結晶１２をそれぞれ薄
膜ポラライザー９とミラー（Ｂ）２（Ｃ）３の間に配置
することにより、紙面に垂直な直線偏光を有する基本波
レーザ光と紙面に平行な直線偏光を有する基本波レーザ
光が、それぞれ共焦点位置において最もビーム直径が小
さくなるように絞り込まれ、パワー密度が増加し、テレ
スコープの共焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に位
相整合条件を満足せしめる入射角度を持って入射される
ことによって、第二高調波レーザ光に波長変換され、ミ
ラー（Ｂ）２（Ｃ）３の双方から第二高調波レーザ光と
して取り出す事も可能である。なお、この場合、ミラー
（Ａ）１には基本波及び第二高調波レーザ光が反射され
るようにコーティングが施されており、ミラー（Ｂ）２
（Ｃ）３には基本波レーザ光の反射率が９９％以上とな
り、第二高調波レーザ光が透過するようにコーティング
が施されている。
【００２６】図７は本発明の第４の実施例である。レー
ザ励起部５と薄膜ポラライザー９の間に２枚の集光レン
ズ１０、１１とＫＴＰ結晶１２を設置することにより、
紙面に垂直な直線偏光を有する基本波レーザ光と紙面に
平行な直線偏光を有する基本波レーザ光の双方がレンズ
間の共焦点位置において最もビーム直径が小さくなるよ
うに絞り込まれ、パワー密度が増加し、テレスコープの
共焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に位相整合条件
を満足せしめる入射角度を持って入射されることによっ
て、第二高調波レーザ光に波長変換され、薄膜ポラライ
ザー９を介して基本波レーザ光の反射率が９９％以上と
なり、第二高調波レーザ光が透過するようにコーティン
グが施されているミラー（Ａ）１、ミラー（Ｂ）２、ミ
ラー（Ｃ）３より、第二高調波レーザ光として取り出さ
れる。
ザ励起部５と薄膜ポラライザー９の間に２枚の集光レン
ズ１０、１１とＫＴＰ結晶１２を設置することにより、
紙面に垂直な直線偏光を有する基本波レーザ光と紙面に
平行な直線偏光を有する基本波レーザ光の双方がレンズ
間の共焦点位置において最もビーム直径が小さくなるよ
うに絞り込まれ、パワー密度が増加し、テレスコープの
共焦点位置に配置されたＫＴＰ結晶１２に位相整合条件
を満足せしめる入射角度を持って入射されることによっ
て、第二高調波レーザ光に波長変換され、薄膜ポラライ
ザー９を介して基本波レーザ光の反射率が９９％以上と
なり、第二高調波レーザ光が透過するようにコーティン
グが施されているミラー（Ａ）１、ミラー（Ｂ）２、ミ
ラー（Ｃ）３より、第二高調波レーザ光として取り出さ
れる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第二高調
波発生装置によれば、共振器内に偏光面制御素子を配置
し、共振器内に設置されたテレスコープの共焦点位置に
非線形光学結晶を配置するという簡便な構成にて、レー
ザロッドの熱的な複屈折性に起因して生じる基本波レー
ザ光の偏光面の乱れを共振器外部に除去する事なく直線
偏光面に制御し、基本波レーザ光を高効率で第二高調波
レーザ光に波長変換することができるので、小型で高性
能な第二高調波発生装置に簡便に構築できる利点を有す
る。
波発生装置によれば、共振器内に偏光面制御素子を配置
し、共振器内に設置されたテレスコープの共焦点位置に
非線形光学結晶を配置するという簡便な構成にて、レー
ザロッドの熱的な複屈折性に起因して生じる基本波レー
ザ光の偏光面の乱れを共振器外部に除去する事なく直線
偏光面に制御し、基本波レーザ光を高効率で第二高調波
レーザ光に波長変換することができるので、小型で高性
能な第二高調波発生装置に簡便に構築できる利点を有す
る。
【図１】本発明による第二高調波発生装置の第１の実施
例を示す構成図てある。
例を示す構成図てある。
【図２】レーザロッドの熱的な複屈折性に起因する基本
波レーザ光の偏光面の乱れを説明するための模式図であ
る。
波レーザ光の偏光面の乱れを説明するための模式図であ
る。
【図３】基本波レーザ光における楕円偏光面の制御方法
に関する説明図である。
に関する説明図である。
【図４】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図５】本発明による第二高調波発生装置の第２の実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図６】本発明による第二高調波発生装置の第３の実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図７】本発明による第二高調波発生装置の第４の実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図８】従来技術の説明図である。
１ ミラー（Ａ）
２ ミラー（Ｂ）
３ ミラー（Ｃ）
４ ４５°偏光面回転素子
５ レーザー励起部
６ 固体レーザロッド
７ 励起用ランプ
８ 集光反射鏡
９ 偏光ビームスプリッター（薄膜ポラライザー
）１０ 集光レンズ １１ 集光レンズ １２ 非線形光学結晶（ＫＴＰ結晶）１３
ミラー １４ ミラー １５ ブリュースタープレート
）１０ 集光レンズ １１ 集光レンズ １２ 非線形光学結晶（ＫＴＰ結晶）１３
ミラー １４ ミラー １５ ブリュースタープレート
Claims (5)
- 【請求項１】 固体レーザロッドを有する共振器内部
に、テレスコープと非線形光学結晶を配置した第二高調
波発生装置に於て、ミラー（Ａ）と、レーザロッド、励
起用ランプ、及び集光反射鏡からなるレーザ励起部と、
レーザ励起部とミラー（Ａ）との間に配置した４５°偏
光面回転素子と、レーザ励起部をはさんでミラー（Ａ）
と対向するように配置されたミラー（Ｃ）と、ミラー（
Ｃ）とレーザ励起部の間に偏光ビームスプリッターを配
置し、偏光ビームスプリッターを透過するＰ偏光に対し
てミラー（Ａ）とミラー（Ｃ）で共振器を構成し、更に
該偏光ビームスプリッターで反射されるＳ偏光に対して
ミラー（Ａ）と対向する位置に配置されたミラー（Ｂ）
とで共振器を構成することにより、ミラー（Ａ）とミラ
ー（Ｂ）とミラー（Ｃ）との間で複合共振器を構成する
ことによって、レーザーロッドの熱的な複屈折性に起因
する基本波レーザー光の偏光面の乱れを補正し、共振器
内部で単一直線偏光面に制御することを特徴とする第二
高調波発生装置。 - 【請求項２】 上記記載の３枚のミラーのうちの１枚
、あるいは２枚、または３枚のミラーの全てから第二高
調波レーザ光を取り出すことを特徴とする請求項１記載
の第二高調波発生装置。 - 【請求項３】 偏光ビームスプリッターとミラー（Ｂ
）あるいはミラー（Ｃ）の間に２枚の集光レンズを設け
テレスコープを形成し、レンズ間の共焦点位置に非線形
光学結晶を配置することを特徴とする請求項１記載の第
二高調波発生装置。 - 【請求項４】 偏光ビームスプリッターとミラー（Ｂ
）の間と、偏光ビームスプリッターとミラー（Ｃ）の間
の双方にそれぞれ２枚の集光レンズを設けテレスコープ
を形成し、レンズ間の共焦点位置に非線形光学結晶を配
置することを特徴とする請求項１記載の第二高調波発生
装置。 - 【請求項５】 レーザ励起部と偏光ビームスプリッタ
ーの間に２枚の集光レンズを設けテレスコープを形成し
、レンズ間の共焦点位置に非線形光学結晶を配置するこ
とを特徴とする、請求項１記載の第二高調波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6101491A JPH04275475A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 第二高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6101491A JPH04275475A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 第二高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275475A true JPH04275475A (ja) | 1992-10-01 |
Family
ID=13159051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6101491A Withdrawn JPH04275475A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 第二高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04275475A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009032044A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Coherent, Inc. | Frequency-converted high-power laser with recirculating polarization control |
| WO2019028679A1 (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 倍频激光器及谐波激光产生方法 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP6101491A patent/JPH04275475A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009032044A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Coherent, Inc. | Frequency-converted high-power laser with recirculating polarization control |
| US7505491B1 (en) | 2007-08-29 | 2009-03-17 | Coherent, Inc. | Frequency-converted high-power laser with recirculating polarization control |
| WO2019028679A1 (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 倍频激光器及谐波激光产生方法 |
| US10630044B2 (en) | 2017-08-08 | 2020-04-21 | Han's Laser Technology Industry Group Co., Ltd. | Frequency-doubled laser and method of generating harmonic laser |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |