JPH04291976A - Ｓｈｇ素子 - Google Patents
Ｓｈｇ素子Info
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- JPH04291976A JPH04291976A JP8142091A JP8142091A JPH04291976A JP H04291976 A JPH04291976 A JP H04291976A JP 8142091 A JP8142091 A JP 8142091A JP 8142091 A JP8142091 A JP 8142091A JP H04291976 A JPH04291976 A JP H04291976A
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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、光ピックアップなどの
光源として利用されるＳＨＧ素子（第二高調波発生素子
）に関する。
光源として利用されるＳＨＧ素子（第二高調波発生素子
）に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型で長寿命かつ信頼性の高い青
色光源の要求が高まっており、その一つのアプローチと
して半導体レーザを波長変換素子と組み合せたＳＨＧ素
子が注目されている。図９は例えば文献「ＬＤ励起Ｎｄ
：ＹＡＧブルーレーザー レーザ学会研究会報告
ＲＴＭ−９０−３９ 第１９頁乃至第２３頁」に開示
されているような従来のＳＨＧ素子の構成図である。図
９を参照すると、このＳＨＧ素子は、半導体レーザ５０
と、半導体レーザ５０から出射された光ビームを集光す
る集光光学系５１と、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２と、
第二高調波変換用の波長変換素子５３と、出力ミラー５
４とを有している。
色光源の要求が高まっており、その一つのアプローチと
して半導体レーザを波長変換素子と組み合せたＳＨＧ素
子が注目されている。図９は例えば文献「ＬＤ励起Ｎｄ
：ＹＡＧブルーレーザー レーザ学会研究会報告
ＲＴＭ−９０−３９ 第１９頁乃至第２３頁」に開示
されているような従来のＳＨＧ素子の構成図である。図
９を参照すると、このＳＨＧ素子は、半導体レーザ５０
と、半導体レーザ５０から出射された光ビームを集光す
る集光光学系５１と、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２と、
第二高調波変換用の波長変換素子５３と、出力ミラー５
４とを有している。
【０００３】Ｎｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２の光入射面と
出力ミラー５４のおう面には、波形９４６ｎｍの光を全
反射しかつ寄生発振を抑えるためのコーティング膜５５
，５６がそれぞれ施されており、Ｎｄ：ＹＡＧ５２の光
入射面と出力ミラー５６との間がレーザ共振器５７とし
て機能するようになっている。また半導体レーザ５０は
、レーザ共振器５７の励起用光源として機能するように
なっている。
出力ミラー５４のおう面には、波形９４６ｎｍの光を全
反射しかつ寄生発振を抑えるためのコーティング膜５５
，５６がそれぞれ施されており、Ｎｄ：ＹＡＧ５２の光
入射面と出力ミラー５６との間がレーザ共振器５７とし
て機能するようになっている。また半導体レーザ５０は
、レーザ共振器５７の励起用光源として機能するように
なっている。
【０００４】なお、半導体レーザ５０からの光ビームの
波長は、温度により変動するので、差程広くない吸収帯
域をもつＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２では、半導体レー
ザ５０の温度変化によって半導体レーザ５０からの光ビ
ームの吸収量が変化する。このような吸収量の変動を抑
え安定した出力特性を得るために、従来のＳＨＧ素子で
は、温度制御装置５８を用いて半導体レーザ５０を温度
制御するようにしている。
波長は、温度により変動するので、差程広くない吸収帯
域をもつＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２では、半導体レー
ザ５０の温度変化によって半導体レーザ５０からの光ビ
ームの吸収量が変化する。このような吸収量の変動を抑
え安定した出力特性を得るために、従来のＳＨＧ素子で
は、温度制御装置５８を用いて半導体レーザ５０を温度
制御するようにしている。
【０００５】また、レーザ共振器５７内の波長変換素子
５３には、非線形光学結晶であるＫＮｂＯ３結晶が用い
られている。波長変換素子５３としてＫＮｂＯ３結晶を
用いる場合には、図１０に示す基本波長と位相整合角（
θ，φ）との関係により、基本波長９４６ｎｍではＡカ
ット（θ＝９０゜，φ≒６０゜），Ｂカット（θ≒３０
゜，φ＝９０゜）で位相整合が可能であるが、上述した
従来のＳＨＧ素子では、ウォークオフ角が小さい点で有
利なＢカットでカットされたＫＮｂＯ３を用いている。
５３には、非線形光学結晶であるＫＮｂＯ３結晶が用い
られている。波長変換素子５３としてＫＮｂＯ３結晶を
用いる場合には、図１０に示す基本波長と位相整合角（
θ，φ）との関係により、基本波長９４６ｎｍではＡカ
ット（θ＝９０゜，φ≒６０゜），Ｂカット（θ≒３０
゜，φ＝９０゜）で位相整合が可能であるが、上述した
従来のＳＨＧ素子では、ウォークオフ角が小さい点で有
利なＢカットでカットされたＫＮｂＯ３を用いている。
【０００６】このような構成のＳＨＧ素子では、半導体
レーザ５０を駆動し、半導体レーザ５０からの光ビーム
を集光光学系５１を介してＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２
に入射させる。半導体レーザ５０からの光ビームがＮｄ
：ＹＡＧレーザ媒質５２に入射すると、光ビームはＮｄ
：ＹＡＧレーザ媒質５２内部で吸収されてポンピングに
利用される。すなわち、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２内
では、ポンピングによるＮｄ：ＹＡＧの４Ｆ３／２から
４Ｉ９／２への遷移で波長９４６ｎｍの発振線が励起さ
れ、励起された波長９４６ｎｍの光ビームを、波長変換
素子５３によって半分の波長４７３ｎｍのものに変換し
てレーザ共振器５７からＳＨＧ光として出射させること
ができる。
レーザ５０を駆動し、半導体レーザ５０からの光ビーム
を集光光学系５１を介してＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２
に入射させる。半導体レーザ５０からの光ビームがＮｄ
：ＹＡＧレーザ媒質５２に入射すると、光ビームはＮｄ
：ＹＡＧレーザ媒質５２内部で吸収されてポンピングに
利用される。すなわち、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２内
では、ポンピングによるＮｄ：ＹＡＧの４Ｆ３／２から
４Ｉ９／２への遷移で波長９４６ｎｍの発振線が励起さ
れ、励起された波長９４６ｎｍの光ビームを、波長変換
素子５３によって半分の波長４７３ｎｍのものに変換し
てレーザ共振器５７からＳＨＧ光として出射させること
ができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一方、例えば光ディス
クの光ピックアップにおける光源としては、集光スポッ
トを小さくし光ディスクの大容量化を可能とするために
、出射される光ビームの波長が短かいほど良い。上述し
たＳＨＧ素子は、４７３ｎｍの短かい波長の光ビーム，
すなわちＳＨＧ光を出射するので、光ピックアップ用の
光源として適していると考えられる。しかしながら、光
ディスクの大容量化の要求に応えるためには、波長４７
３ｎｍよりもさらに短かい波長のＳＨＧ光を出射するＳ
ＨＧ素子が必要である。
クの光ピックアップにおける光源としては、集光スポッ
トを小さくし光ディスクの大容量化を可能とするために
、出射される光ビームの波長が短かいほど良い。上述し
たＳＨＧ素子は、４７３ｎｍの短かい波長の光ビーム，
すなわちＳＨＧ光を出射するので、光ピックアップ用の
光源として適していると考えられる。しかしながら、光
ディスクの大容量化の要求に応えるためには、波長４７
３ｎｍよりもさらに短かい波長のＳＨＧ光を出射するＳ
ＨＧ素子が必要である。
【０００８】また、上述した従来のＳＨＧ素子では、差
程広くない吸収帯域をもつＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２
を用いているので、吸収量の変動を抑え安定した出力特
性を得るためには温度制御装置５８を設けて半導体レー
ザ５０を厳密に温度制御する必要があり、装置規模が大
きくなりまたコストが高くなるという欠点があった。
程広くない吸収帯域をもつＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質５２
を用いているので、吸収量の変動を抑え安定した出力特
性を得るためには温度制御装置５８を設けて半導体レー
ザ５０を厳密に温度制御する必要があり、装置規模が大
きくなりまたコストが高くなるという欠点があった。
【０００９】本発明は、光ピックアップ等の光源に適し
たより短かい波長のＳＨＧ光を効率良く出射させること
ができ、また半導体レーザの厳密な温度制御を必要とせ
ずとも安定した出力特性を得ることの可能なＳＨＧ素子
を提供することを目的としている。
たより短かい波長のＳＨＧ光を効率良く出射させること
ができ、また半導体レーザの厳密な温度制御を必要とせ
ずとも安定した出力特性を得ることの可能なＳＨＧ素子
を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、半導体レーザと、該半導体レーザから出射
された光ビームが入射することにより所定の波長の発振
線を励起させ、該発振線の波長を非線形光学結晶により
波長変換してＳＨＧ光として出射するレーザ共振器とを
有し、前記レーザ共振器内には、所定の波長の発振線を
励起させるためのレーザ媒質としてＮｄ：ＹＶＯ４が用
いられており、また、前記半導体レーザには、レーザ共
振器のレーザ媒質にＮｄ：ＹＶＯ４を用いるときにレー
ザ共振器から所定パワーのＳＨＧ光を得るのに必要なパ
ワーの光ビームを出射するものが用いられていることを
特徴としている。
に本発明は、半導体レーザと、該半導体レーザから出射
された光ビームが入射することにより所定の波長の発振
線を励起させ、該発振線の波長を非線形光学結晶により
波長変換してＳＨＧ光として出射するレーザ共振器とを
有し、前記レーザ共振器内には、所定の波長の発振線を
励起させるためのレーザ媒質としてＮｄ：ＹＶＯ４が用
いられており、また、前記半導体レーザには、レーザ共
振器のレーザ媒質にＮｄ：ＹＶＯ４を用いるときにレー
ザ共振器から所定パワーのＳＨＧ光を得るのに必要なパ
ワーの光ビームを出射するものが用いられていることを
特徴としている。
【００１１】また、非線形光学結晶に、θ＝９０゜±１
゜，φ≒４０．６±５゜、またはθ≒６３．８゜±５゜
，φ＝９０±１゜のカット角でカットされたＫＮｂＯ３
結晶が用いられることを特徴としている。
゜，φ≒４０．６±５゜、またはθ≒６３．８゜±５゜
，φ＝９０±１゜のカット角でカットされたＫＮｂＯ３
結晶が用いられることを特徴としている。
【００１２】また、非線形光学結晶の光出射面がレーザ
共振用ミラーとして機能するように所定の加工が施され
ていることを特徴としている。
共振用ミラーとして機能するように所定の加工が施され
ていることを特徴としている。
【００１３】
【作用】上記のような構成のＳＨＧ素子では、励起用光
源としての半導体レーザからの光ビームをレーザ共振器
に入射させてレーザ共振器からＳＨＧ光を得るようにし
ている。本発明では、レーザ共振器内のレーザ媒質とし
てＮｄ：ＹＶＯ４を用いているので、波長が約９１４ｎ
ｍ程度の発振線を励起させることができ、従って、非線
形光学結晶によって波長変換された結果のＳＨＧ光とし
て、約４５７ｎｍ程度の短かい波長のものを得ることが
できる。この際、半導体レーザには、レーザ媒質にＮｄ
：ＹＶＯ４を用いるときにレーザ共振器から所定のパワ
ーのＳＨＧ光が得られるのに必要なパワーの光ビームを
出射するものが用いられているので、ＳＨＧ光を効率良
く得ることができる。
源としての半導体レーザからの光ビームをレーザ共振器
に入射させてレーザ共振器からＳＨＧ光を得るようにし
ている。本発明では、レーザ共振器内のレーザ媒質とし
てＮｄ：ＹＶＯ４を用いているので、波長が約９１４ｎ
ｍ程度の発振線を励起させることができ、従って、非線
形光学結晶によって波長変換された結果のＳＨＧ光とし
て、約４５７ｎｍ程度の短かい波長のものを得ることが
できる。この際、半導体レーザには、レーザ媒質にＮｄ
：ＹＶＯ４を用いるときにレーザ共振器から所定のパワ
ーのＳＨＧ光が得られるのに必要なパワーの光ビームを
出射するものが用いられているので、ＳＨＧ光を効率良
く得ることができる。
【００１４】また、非線形光学結晶に、θ＝９０゜±１
゜，φ≒４０．６±５゜、またはθ≒６３．８゜±５゜
，φ＝９０±１゜のカット角でカットされたＫＮｂＯ３
結晶を用いることにより、ＳＨＧ光をより効率良く得る
ことができる。
゜，φ≒４０．６±５゜、またはθ≒６３．８゜±５゜
，φ＝９０±１゜のカット角でカットされたＫＮｂＯ３
結晶を用いることにより、ＳＨＧ光をより効率良く得る
ことができる。
【００１５】また、非線形光学結晶の光出射面に対しレ
ーザ共振用ミラーとして機能するように所定の加工を施
せば、出力ミラーを別途設ける必要がなくなる。
ーザ共振用ミラーとして機能するように所定の加工を施
せば、出力ミラーを別途設ける必要がなくなる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係るＳＨＧ素子（第二高調波発生
素子）の一実施例の構成図である。図１を参照すると、
本実施例のＳＨＧ素子は、ハイパワーの半導体レーザ１
と、半導体レーザ１から出射された光ビームを集光する
集光光学系２と、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３と、第二
高調波変換用の波長変換素子４と、出力ミラー５とを有
している。
する。図１は本発明に係るＳＨＧ素子（第二高調波発生
素子）の一実施例の構成図である。図１を参照すると、
本実施例のＳＨＧ素子は、ハイパワーの半導体レーザ１
と、半導体レーザ１から出射された光ビームを集光する
集光光学系２と、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３と、第二
高調波変換用の波長変換素子４と、出力ミラー５とを有
している。
【００１７】Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３の光入射面と
おう面ミラー５のおう面には、所定のコーティング膜６
，７がそれぞれ施されており、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒
質３の光入射面とおう面ミラー５との間がレーザ共振器
８として機能するようになっている。また、波長変換素
子４には、非線形光学結晶であるＫＮｂＯ３結晶が用い
られている。
おう面ミラー５のおう面には、所定のコーティング膜６
，７がそれぞれ施されており、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒
質３の光入射面とおう面ミラー５との間がレーザ共振器
８として機能するようになっている。また、波長変換素
子４には、非線形光学結晶であるＫＮｂＯ３結晶が用い
られている。
【００１８】図１を図９と比べればわかるように、本実
施例では、レーザ媒質にＮｄ：ＹＡＧではなく、Ｎｄ：
ＹＶＯ４を用いている。Ｎｄ：ＹＶＯ４は、一般に、１
０００ｎｍ帯の強い発振線の他に、９００ｎｍ帯におい
ても、９１４ｎｍの発振線をもっている。図２はＮｄ：
ＹＶＯ４とＮｄ：ＹＡＧとの波長９００ｎｍ付近におけ
る蛍光特性，すなわち光強度分布を示す図であり、図３
はＮｄ：ＹＶＯ４とＮｄ：ＹＡＧの吸収スペクトルを示
す図である。図２からわかるように、Ｎｄ：ＹＶＯ４の
９１４ｎｍ付近の蛍光は、Ｎｄ：ＹＡＧの９４６ｎｍの
蛍光に匹敵する光強度をもち、これにより強いレーザ発
振が期待できる。また、図３からわかるように、Ｎｄ：
ＹＶＯ４は、Ｎｄ：ＹＡＧに比べて、半導体レーザ１か
らの光ビームを約３倍多く吸収することができ、またそ
の吸収帯域は、Ｎｄ：ＹＡＧの吸収帯域よりも２倍広い
。
施例では、レーザ媒質にＮｄ：ＹＡＧではなく、Ｎｄ：
ＹＶＯ４を用いている。Ｎｄ：ＹＶＯ４は、一般に、１
０００ｎｍ帯の強い発振線の他に、９００ｎｍ帯におい
ても、９１４ｎｍの発振線をもっている。図２はＮｄ：
ＹＶＯ４とＮｄ：ＹＡＧとの波長９００ｎｍ付近におけ
る蛍光特性，すなわち光強度分布を示す図であり、図３
はＮｄ：ＹＶＯ４とＮｄ：ＹＡＧの吸収スペクトルを示
す図である。図２からわかるように、Ｎｄ：ＹＶＯ４の
９１４ｎｍ付近の蛍光は、Ｎｄ：ＹＡＧの９４６ｎｍの
蛍光に匹敵する光強度をもち、これにより強いレーザ発
振が期待できる。また、図３からわかるように、Ｎｄ：
ＹＶＯ４は、Ｎｄ：ＹＡＧに比べて、半導体レーザ１か
らの光ビームを約３倍多く吸収することができ、またそ
の吸収帯域は、Ｎｄ：ＹＡＧの吸収帯域よりも２倍広い
。
【００１９】このような特性を持つＮｄ：ＹＶＯ４をＮ
ｄ：ＹＡＧのかわりにレーザ媒質として用いる場合には
、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３による９１４ｎｍ付近の
光ビームは、波長変換素子４によりその半分の波長４５
７ｎｍのものに変換されてレーザ共振器８からＳＨＧ光
として出射されることが期待できる。また、レーザ共振
器８において、９１４ｎｍ付近の光だけを効率良く発振
させるため、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３の光入射面に
施されるコーティング膜６としては、波長９１４ｎｍ付
近の光ビームを高反射する一方で、半導体レーザ１から
の例えば８１０ｎｍ付近の波長の光ビームを高透過する
特性のものが用いられ、また、出力ミラー５のおう面に
施されるコーティング膜７としては、波長９１４ｎｍ付
近の光ビームを高反射する一方、波長４５７ｎｍ付近の
ＳＨＧ光を高透過し、かつ反射，寄生発振を抑えるため
に波長１０６０ｎｍ付近の光ビームを高透過する特性の
ものが用いられる。すなわち、コーティング膜６，７と
して上記の特性のものを用いることにより、レーザ共振
器８として９１４ｎｍ付近ではＱが高く、１０００ｎｍ
帯ではＱが極めて低いものを形成し９１４ｎｍ付近の光
だけを効率良く発振させるようにしている。
ｄ：ＹＡＧのかわりにレーザ媒質として用いる場合には
、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３による９１４ｎｍ付近の
光ビームは、波長変換素子４によりその半分の波長４５
７ｎｍのものに変換されてレーザ共振器８からＳＨＧ光
として出射されることが期待できる。また、レーザ共振
器８において、９１４ｎｍ付近の光だけを効率良く発振
させるため、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３の光入射面に
施されるコーティング膜６としては、波長９１４ｎｍ付
近の光ビームを高反射する一方で、半導体レーザ１から
の例えば８１０ｎｍ付近の波長の光ビームを高透過する
特性のものが用いられ、また、出力ミラー５のおう面に
施されるコーティング膜７としては、波長９１４ｎｍ付
近の光ビームを高反射する一方、波長４５７ｎｍ付近の
ＳＨＧ光を高透過し、かつ反射，寄生発振を抑えるため
に波長１０６０ｎｍ付近の光ビームを高透過する特性の
ものが用いられる。すなわち、コーティング膜６，７と
して上記の特性のものを用いることにより、レーザ共振
器８として９１４ｎｍ付近ではＱが高く、１０００ｎｍ
帯ではＱが極めて低いものを形成し９１４ｎｍ付近の光
だけを効率良く発振させるようにしている。
【００２０】また、波長変換素子４としてＫＮｂＯ３結
晶を用いる場合、図１０に示したと同様の図４に示す基
本波長と位相整合角（θ，φ）との関係により、基本波
長９１４ｎｍでは、θ＝９０゜のときにはφ≒４０．６
゜、φ＝９０゜のときにはθ≒６３．８゜で位相整合が
可能である。従って、基本波長９１４ｎｍで位相を整合
させ波長４５７ｎｍのＳＨＧ光を効率良く得るために、
ＫＮｂＯ３結晶４としては（θ＝９０゜，φ≒４０．６
゜）、または（θ≒６３．８゜，φ＝９０゜）の角度で
適切にカットしたものをＮｄ：ＹＶＯ４の偏光方向と合
うように設定して用いている。
晶を用いる場合、図１０に示したと同様の図４に示す基
本波長と位相整合角（θ，φ）との関係により、基本波
長９１４ｎｍでは、θ＝９０゜のときにはφ≒４０．６
゜、φ＝９０゜のときにはθ≒６３．８゜で位相整合が
可能である。従って、基本波長９１４ｎｍで位相を整合
させ波長４５７ｎｍのＳＨＧ光を効率良く得るために、
ＫＮｂＯ３結晶４としては（θ＝９０゜，φ≒４０．６
゜）、または（θ≒６３．８゜，φ＝９０゜）の角度で
適切にカットしたものをＮｄ：ＹＶＯ４の偏光方向と合
うように設定して用いている。
【００２１】このような構成のＳＨＧ素子では、ハイパ
ワーの半導体レーザ１を駆動し、半導体レーザ１からの
光ビームを集光光学系２を介してＮｄ：ＹＶＯ４レーザ
媒質３に入射させる。半導体レーザ１からの光ビームが
Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３に入射すると、入射した光
ビームはＮｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３内部で吸収されて
ポンピングに利用される。すなわちＮｄ：ＹＶＯ４レー
ザ媒質３内では、ポンピングによって波長９１４ｎｍの
発振線が励起され、励起された波長９１４ｎｍの光ビー
ムを、波長変換素子４によって半分の波長４５７ｎｍの
ものに変換してレーザ共振器８から出射させることがで
きる。
ワーの半導体レーザ１を駆動し、半導体レーザ１からの
光ビームを集光光学系２を介してＮｄ：ＹＶＯ４レーザ
媒質３に入射させる。半導体レーザ１からの光ビームが
Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３に入射すると、入射した光
ビームはＮｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３内部で吸収されて
ポンピングに利用される。すなわちＮｄ：ＹＶＯ４レー
ザ媒質３内では、ポンピングによって波長９１４ｎｍの
発振線が励起され、励起された波長９１４ｎｍの光ビー
ムを、波長変換素子４によって半分の波長４５７ｎｍの
ものに変換してレーザ共振器８から出射させることがで
きる。
【００２２】この際に、半導体レーザ１から出射される
光ビームの波長は、半導体レーザの温度変化によって変
動する。図５（ａ）のように差程広くない吸収帯域Ａ１
をもつＮｄ：ＹＡＧをレーザ媒質として用いる場合には
、半導体レーザの温度変化によって半導体レーザから出
射される光ビームの波長がλからλ１に変化すると、半
導体レーザからの光ビームのＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質で
の吸収量が大きく変化してしまい、安定した出力特性を
得ることができない。従って、従来のＳＨＧ素子のよう
にレーザ媒質にＮｄ：ＹＡＧを用いる場合には、安定し
た出力特性を得るために半導体レーザの温度を温度制御
装置によって常に一定に保持し、半導体レーザから出射
される光ビームの波長の変動を抑える必要があった。
光ビームの波長は、半導体レーザの温度変化によって変
動する。図５（ａ）のように差程広くない吸収帯域Ａ１
をもつＮｄ：ＹＡＧをレーザ媒質として用いる場合には
、半導体レーザの温度変化によって半導体レーザから出
射される光ビームの波長がλからλ１に変化すると、半
導体レーザからの光ビームのＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質で
の吸収量が大きく変化してしまい、安定した出力特性を
得ることができない。従って、従来のＳＨＧ素子のよう
にレーザ媒質にＮｄ：ＹＡＧを用いる場合には、安定し
た出力特性を得るために半導体レーザの温度を温度制御
装置によって常に一定に保持し、半導体レーザから出射
される光ビームの波長の変動を抑える必要があった。
【００２３】これに対し、本実施例では、図５（ｂ）の
ようにＮｄ：ＹＡＧに比べて約２倍広い吸収帯域Ａ２を
もつＮｄ：ＹＶＯ４をレーザ媒質として用いているので
、半導体レーザ１の温度変化によって半導体レーザ１か
ら出射される光ビームの波長がλからλ１に変化しても
、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３での吸収量は差程変化せ
ず、半導体レーザの温度を厳密に制御せずとも安定した
出力特性を得ることができる。
ようにＮｄ：ＹＡＧに比べて約２倍広い吸収帯域Ａ２を
もつＮｄ：ＹＶＯ４をレーザ媒質として用いているので
、半導体レーザ１の温度変化によって半導体レーザ１か
ら出射される光ビームの波長がλからλ１に変化しても
、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３での吸収量は差程変化せ
ず、半導体レーザの温度を厳密に制御せずとも安定した
出力特性を得ることができる。
【００２４】また、本願の発明者は、Ｎｄ：ＹＶＯ４レ
ーザ共振器８に入射する半導体レーザ１からの光ビーム
の入射パワーとレーザ共振器８から出射されるＳＨＧ光
のＳＨＧパワーとの関係が、ＫＮｂＯ３のカット角（θ
，φ）をパラメータとして、図６のような関係にあるこ
とを見出した。図６からわかるように、所定のＳＨＧパ
ワーを得るためには、半導体レーザ１として閾値ＴＨよ
りも大きな出射パワーをもつものが必要であり、また、
最大のＳＨＧ効率を得るためには、ＫＮｂＯ３結晶４の
カット角（θ，φ）を（θ＝９０゜，φ≒４０．６゜）
または（θ≒６３．８゜，φ＝９０゜）にするのが良い
。
ーザ共振器８に入射する半導体レーザ１からの光ビーム
の入射パワーとレーザ共振器８から出射されるＳＨＧ光
のＳＨＧパワーとの関係が、ＫＮｂＯ３のカット角（θ
，φ）をパラメータとして、図６のような関係にあるこ
とを見出した。図６からわかるように、所定のＳＨＧパ
ワーを得るためには、半導体レーザ１として閾値ＴＨよ
りも大きな出射パワーをもつものが必要であり、また、
最大のＳＨＧ効率を得るためには、ＫＮｂＯ３結晶４の
カット角（θ，φ）を（θ＝９０゜，φ≒４０．６゜）
または（θ≒６３．８゜，φ＝９０゜）にするのが良い
。
【００２５】本実施例では、半導体レーザ１に上記閾値
ＴＨよりも大きな出射パワーをもつハイパワーの半導体
レーザを用い、またＫＮｂＯ３結晶４を上記カット角（
θ，φ）で切出して用いているので、９１４ｎｍで位相
が整合し、波長が約４５７ｎｍのＳＨＧ光を効率良く得
ることができる。なお、ＫＮｂＯ３結晶４の両面に、１
０６０ｎｍと４５７ｎｍの波長に対し無反射のコーティ
ングを施せば、より一層、ＳＨＧ変換効率を高めること
ができ、約４５７ｎｍのＳＨＧ光をより効率良く得るこ
とができる。
ＴＨよりも大きな出射パワーをもつハイパワーの半導体
レーザを用い、またＫＮｂＯ３結晶４を上記カット角（
θ，φ）で切出して用いているので、９１４ｎｍで位相
が整合し、波長が約４５７ｎｍのＳＨＧ光を効率良く得
ることができる。なお、ＫＮｂＯ３結晶４の両面に、１
０６０ｎｍと４５７ｎｍの波長に対し無反射のコーティ
ングを施せば、より一層、ＳＨＧ変換効率を高めること
ができ、約４５７ｎｍのＳＨＧ光をより効率良く得るこ
とができる。
【００２６】このように、本実施例においては、レーザ
媒質にＮｄ：ＹＶＯ４を用い、半導体レーザ１にハイパ
ワーのものを用い、さらにはＫＮｂＯ３結晶４を位相整
合角でカットして用いることによって、従来のＳＨＧ素
子よりもさらに短かい波長４５７ｎｍのＳＨＧ光を効率
良く出射させることができ、これを光ピックアップ等の
光源に適用するときには集光スポットを一層小さくする
ことができて、光ディスク等の大容量化を可能にするこ
とができる。また、半導体レーザ１の温度制御が不要と
なるので、装置の小型軽量化，低コスト化にも適してい
る。
媒質にＮｄ：ＹＶＯ４を用い、半導体レーザ１にハイパ
ワーのものを用い、さらにはＫＮｂＯ３結晶４を位相整
合角でカットして用いることによって、従来のＳＨＧ素
子よりもさらに短かい波長４５７ｎｍのＳＨＧ光を効率
良く出射させることができ、これを光ピックアップ等の
光源に適用するときには集光スポットを一層小さくする
ことができて、光ディスク等の大容量化を可能にするこ
とができる。また、半導体レーザ１の温度制御が不要と
なるので、装置の小型軽量化，低コスト化にも適してい
る。
【００２７】図７，図８は図１のＳＨＧ素子の変形例を
それぞれ示す図である。図７のＳＨＧ素子では、ＫＮｂ
Ｏ３結晶４の光出射面２０をおう面加工し、図１の出力
ミラー５のおう面に施されたコーティング膜７と同様の
コーティング膜をこの面２０に施している。この場合に
は、ＫＮｂＯ３結晶４の光出射面２０が出力ミラーとし
て機能し、出力ミラー５を別途設ける必要がなくなるの
で、より小型軽量化を図ることができる。また、図８の
ＳＨＧ素子では、さらに半導体レーザ１とＮｄ：ＹＶＯ
４レーザ媒質３とを一体化している。この場合には、図
１の集光光学系２が不要となり、一層の小型軽量化を図
ることができる。さらに、図示しないが、半導体レーザ
１とＮｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３とＫＮｂＯ３結晶４と
を一体化することにより、より一層の小型軽量化を図る
ことができる。
それぞれ示す図である。図７のＳＨＧ素子では、ＫＮｂ
Ｏ３結晶４の光出射面２０をおう面加工し、図１の出力
ミラー５のおう面に施されたコーティング膜７と同様の
コーティング膜をこの面２０に施している。この場合に
は、ＫＮｂＯ３結晶４の光出射面２０が出力ミラーとし
て機能し、出力ミラー５を別途設ける必要がなくなるの
で、より小型軽量化を図ることができる。また、図８の
ＳＨＧ素子では、さらに半導体レーザ１とＮｄ：ＹＶＯ
４レーザ媒質３とを一体化している。この場合には、図
１の集光光学系２が不要となり、一層の小型軽量化を図
ることができる。さらに、図示しないが、半導体レーザ
１とＮｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質３とＫＮｂＯ３結晶４と
を一体化することにより、より一層の小型軽量化を図る
ことができる。
【００２８】なお、上述の実施例において、Ｎｄ：ＹＶ
Ｏ４結晶の製造方法や、構成組成比の多少の違いにより
、発振線は、波長９１４ｎｍから数ｎｍ変化し、ＳＨＧ
素子から出射するＳＨＧ光の波長も４７３ｎｍから多少
変化する場合があるが、このことは、本発明の効果に本
質的な影響を与えるものではない。また位相整合角に数
度の変化があっても、例えば角度が９０゜の場合で±１
゜の変化，角度が９０゜の場合で±５゜の変化があって
も、ＳＨＧ効率に差程影響せず、ＳＨＧ光を効率良く得
ることができる。
Ｏ４結晶の製造方法や、構成組成比の多少の違いにより
、発振線は、波長９１４ｎｍから数ｎｍ変化し、ＳＨＧ
素子から出射するＳＨＧ光の波長も４７３ｎｍから多少
変化する場合があるが、このことは、本発明の効果に本
質的な影響を与えるものではない。また位相整合角に数
度の変化があっても、例えば角度が９０゜の場合で±１
゜の変化，角度が９０゜の場合で±５゜の変化があって
も、ＳＨＧ効率に差程影響せず、ＳＨＧ光を効率良く得
ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
レーザ共振器内のレーザ媒質としてＮｄ：ＹＶＯ４を用
い、また半導体レーザに所定のパワーのものを用いてい
るので、従来に比べて波長の短かいＳＨＧ光を効率良く
出射させることができ、また半導体レーザの厳密な温度
制御を必要とせずとも安定した出力特性を得ることがで
きる。
レーザ共振器内のレーザ媒質としてＮｄ：ＹＶＯ４を用
い、また半導体レーザに所定のパワーのものを用いてい
るので、従来に比べて波長の短かいＳＨＧ光を効率良く
出射させることができ、また半導体レーザの厳密な温度
制御を必要とせずとも安定した出力特性を得ることがで
きる。
【００３０】また、非線形光学結晶に、θ＝９０゜±１
゜，φ≒４０．６±５゜、またはθ≒６３．８゜±５゜
，φ＝９０±１゜のカット角でカットされたＫＮｂＯ３
結晶を用いることにより、ＳＨＧ光をより効率良く出射
させることができる。
゜，φ≒４０．６±５゜、またはθ≒６３．８゜±５゜
，φ＝９０±１゜のカット角でカットされたＫＮｂＯ３
結晶を用いることにより、ＳＨＧ光をより効率良く出射
させることができる。
【００３１】また、非線形光学結晶の光出射面に対し、
該光出射面がレーザ共振用ミラーとして機能するように
所定の加工を施せば、ＳＨＧ素子を小型軽量化すること
ができる。
該光出射面がレーザ共振用ミラーとして機能するように
所定の加工を施せば、ＳＨＧ素子を小型軽量化すること
ができる。
【図１】本発明に係るＳＨＧ素子の一実施例の構成図で
ある。
ある。
【図２】Ｎｄ：ＹＶＯ４とＮｄ：ＹＡＧの波長９００ｎ
ｍ付近における光強度分布を示す図である。
ｍ付近における光強度分布を示す図である。
【図３】Ｎｄ：ＹＶＯ４とＮｄ：ＹＡＧの吸収スペクト
ルを示す図である。
ルを示す図である。
【図４】ＫＮｂＯ３結晶における基本波長と位相整合角
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図５】（ａ）はＮｄ：ＹＡＧレーザ媒質の吸収帯域を
示す図、（ｂ）はＮｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質の吸収帯域
を示す図である。
示す図、（ｂ）はＮｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質の吸収帯域
を示す図である。
【図６】Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ共振器に入射する半導体
レーザからの光ビームの入射パワーとレーザ共振器から
出射するＳＨＧ光のＳＨＧパワーとの関係を示す図であ
る。
レーザからの光ビームの入射パワーとレーザ共振器から
出射するＳＨＧ光のＳＨＧパワーとの関係を示す図であ
る。
【図７】図１のＳＨＧ素子の変形例を示す図である。
【図８】図１のＳＨＧ素子の変形例を示す図である。
【図９】従来のＳＨＧ素子の構成例を示す図である。
【図１０】ＫＮｂＯ３結晶における基本波長と位相整合
角との関係を示す図である。
角との関係を示す図である。
１ 半導体レーザ
２ 集光光学系
３ Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ媒質
４ 波長変換素子（非線形光学結晶）５
出力ミラー ６ コーティング膜 ７ コーティング膜 ８ レーザ共振器
出力ミラー ６ コーティング膜 ７ コーティング膜 ８ レーザ共振器
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体レーザと、該半導体レーザから
出射された光ビームが入射することにより所定の波長の
発振線を励起させ、該発振線の波長を非線形光学結晶に
より波長変換してＳＨＧ光として出射するレーザ共振器
とを有し、前記レーザ共振器内には、所定の波長の発振
線を励起させるためのレーザ媒質としてＮｄ：ＹＶＯ４
が用いられており、また、前記半導体レーザには、レー
ザ共振器のレーザ媒質にＮｄ：ＹＶＯ４を用いるときに
レーザ共振器から所定パワーのＳＨＧ光を得るのに必要
なパワーの光ビームを出射するものが用いられているこ
とを特徴とするＳＨＧ素子。 - 【請求項２】 前記非線形光学結晶には、θ＝９０゜
±１゜，φ≒４０．６±５゜、またはθ≒６３．８゜±
５゜，φ＝９０±１゜のカット角でカットされたＫＮｂ
Ｏ３結晶が用いられることを特徴とする請求項１記載の
ＳＨＧ素子。 - 【請求項３】 前記非線形光学結晶の光出射面は、該
光出射面がレーザ共振用ミラーとして機能するように所
定の加工が施されていることを特徴とする請求項１記載
または請求項２記載のＳＨＧ素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8142091A JPH04291976A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Ｓｈｇ素子 |
| US07/849,954 US5331650A (en) | 1991-03-20 | 1992-03-12 | Light source device and optical pickup using light source device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8142091A JPH04291976A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Ｓｈｇ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04291976A true JPH04291976A (ja) | 1992-10-16 |
Family
ID=13745867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8142091A Pending JPH04291976A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Ｓｈｇ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04291976A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995006345A3 (en) * | 1993-08-26 | 1995-04-06 | Laser Power Corp | Deep blue microlaser |
| US5539765A (en) * | 1994-03-03 | 1996-07-23 | The University Court Of The University Of St. Andrews | High efficiency laser |
| US5761227A (en) * | 1994-08-23 | 1998-06-02 | Laser Power Corporation | Efficient frequency-converted laser |
| US5796766A (en) * | 1994-08-23 | 1998-08-18 | Laser Power Corporation | Optically transparent heat sink for longitudinally cooling an element in a laser |
| US6101201A (en) * | 1996-10-21 | 2000-08-08 | Melles Griot, Inc. | Solid state laser with longitudinal cooling |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP8142091A patent/JPH04291976A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995006345A3 (en) * | 1993-08-26 | 1995-04-06 | Laser Power Corp | Deep blue microlaser |
| US5574740A (en) * | 1993-08-26 | 1996-11-12 | Laser Power Corporation | Deep blue microlaser |
| US5751751A (en) * | 1993-08-26 | 1998-05-12 | Laser Power Corporation | Deep blue microlaser |
| US5539765A (en) * | 1994-03-03 | 1996-07-23 | The University Court Of The University Of St. Andrews | High efficiency laser |
| US5761227A (en) * | 1994-08-23 | 1998-06-02 | Laser Power Corporation | Efficient frequency-converted laser |
| US5796766A (en) * | 1994-08-23 | 1998-08-18 | Laser Power Corporation | Optically transparent heat sink for longitudinally cooling an element in a laser |
| US6101201A (en) * | 1996-10-21 | 2000-08-08 | Melles Griot, Inc. | Solid state laser with longitudinal cooling |
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