JPH04333834A - 誘電体多層反射防止膜 - Google Patents
誘電体多層反射防止膜Info
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- JPH04333834A JPH04333834A JP3133555A JP13355591A JPH04333834A JP H04333834 A JPH04333834 A JP H04333834A JP 3133555 A JP3133555 A JP 3133555A JP 13355591 A JP13355591 A JP 13355591A JP H04333834 A JPH04333834 A JP H04333834A
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Landscapes
- Surface Treatment Of Optical Elements (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、ＫＴｉＯＰＯ４ （以
下、ＫＴＰという。）結晶の第２次高調波発生（以下、
ＳＨＧという。）素子のレーザ入出射端面に施す、基本
波と第２次高調波（以下、ＳＨ光という）の２波長反射
防止膜に関する。
下、ＫＴＰという。）結晶の第２次高調波発生（以下、
ＳＨＧという。）素子のレーザ入出射端面に施す、基本
波と第２次高調波（以下、ＳＨ光という）の２波長反射
防止膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎｄドープ固体レーザ（例えば、発振波
長１．０５３μｍのＮｄ：ＬｉＹＦ４ レーザ、発振波
長１．０６４μｍのＮｄ：Ｙ３ Ａｌ５ Ｏ１２レーザ
、Ｎｄ：ＹＶＯ４ レーザ、発振波長１．０８０μｍの
Ｎｄ：ＹＡｌＯ３ レーザ）のＳＨＧ素子として、ＫＴ
Ｐ結晶は大きな非線形光学定数を持ち、かつレーザ損傷
閾値が高く、化学的に安定なために最も理想的であると
考えられている。
長１．０５３μｍのＮｄ：ＬｉＹＦ４ レーザ、発振波
長１．０６４μｍのＮｄ：Ｙ３ Ａｌ５ Ｏ１２レーザ
、Ｎｄ：ＹＶＯ４ レーザ、発振波長１．０８０μｍの
Ｎｄ：ＹＡｌＯ３ レーザ）のＳＨＧ素子として、ＫＴ
Ｐ結晶は大きな非線形光学定数を持ち、かつレーザ損傷
閾値が高く、化学的に安定なために最も理想的であると
考えられている。
【０００３】特に、半導体励起Ｎｄドープ固体レーザと
ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子組合わせによって得ることがで
きるグリーンのＳＨ光は、光ディスクの信号読み取り等
に使用できる。
ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子組合わせによって得ることがで
きるグリーンのＳＨ光は、光ディスクの信号読み取り等
に使用できる。
【０００４】図１は、ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子１０の位
相整合条件（タイプＩＩ：互いに垂直な偏光面の基本波
を組み合わせる位相整合の取り方）を満足する結晶軸と
基本波（波長：λω＝１．０６μｍ）とＳＨ光（波長：
λ２ ω＝０．５３μｍ）の偏光方向の関係を示す。
相整合条件（タイプＩＩ：互いに垂直な偏光面の基本波
を組み合わせる位相整合の取り方）を満足する結晶軸と
基本波（波長：λω＝１．０６μｍ）とＳＨ光（波長：
λ２ ω＝０．５３μｍ）の偏光方向の関係を示す。
【０００５】ＳＨＧ素子１０に対し、角周波数ωのレー
ザ光１６がレーザ入射端面１２から入って、角周波数２
ωのレーザ光１６が出射端面１４から出るようになって
いる。そして、θ＝２４度とするときに、屈折率整合が
得られ、図１に示される偏光方向の基本波に対する屈折
率ｎω及びＳＨ光に対する屈折率ｎ２ωは、両方とも１
．７８５となる。そして、ＫＴＰ結晶のタイプＩＩ位相
整合によるＳＨＧ素子のＳＨ光変換可能な基本波の波長
範囲は、０．９９〜３．５μｍである。
ザ光１６がレーザ入射端面１２から入って、角周波数２
ωのレーザ光１６が出射端面１４から出るようになって
いる。そして、θ＝２４度とするときに、屈折率整合が
得られ、図１に示される偏光方向の基本波に対する屈折
率ｎω及びＳＨ光に対する屈折率ｎ２ωは、両方とも１
．７８５となる。そして、ＫＴＰ結晶のタイプＩＩ位相
整合によるＳＨＧ素子のＳＨ光変換可能な基本波の波長
範囲は、０．９９〜３．５μｍである。
【０００６】ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子１０のレーザ入射
端面１２と出射端面１４は、光学研磨によって鏡面加工
し、さらに、基本波とＳＨ光の反射損失を減少させるた
めに、入出射端面の片面あるいは両面には、例えば特許
出願公開（平２−２４７６０１）に記載の、基本波の波
長に対する反射防止膜あるいは基本波とＳＨ光の両波長
に対する２波長反射防止膜が施されている。
端面１２と出射端面１４は、光学研磨によって鏡面加工
し、さらに、基本波とＳＨ光の反射損失を減少させるた
めに、入出射端面の片面あるいは両面には、例えば特許
出願公開（平２−２４７６０１）に記載の、基本波の波
長に対する反射防止膜あるいは基本波とＳＨ光の両波長
に対する２波長反射防止膜が施されている。
【０００７】もし、反射防止膜を施していないと、その
ＳＨＧ素子の空気中での界面の反射率は約７．９％であ
る。この反射損失は、ＳＨＧ変換効率を低下させる要因
になる。従って、ＳＨＧ素子に反射防止膜は必要不可欠
である。
ＳＨＧ素子の空気中での界面の反射率は約７．９％であ
る。この反射損失は、ＳＨＧ変換効率を低下させる要因
になる。従って、ＳＨＧ素子に反射防止膜は必要不可欠
である。
【０００８】特定（基本波：λω）の１波長に対する単
層反射防止膜の屈折率条件は、基板の屈折率の平方根で
あり、このＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子の場合は、１．３４
である。
層反射防止膜の屈折率条件は、基板の屈折率の平方根で
あり、このＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子の場合は、１．３４
である。
【０００９】この屈折率に最も近い屈折率の誘導体光学
薄膜には、屈折率１．３６のＭｇＦ２ 膜がある。従っ
て、ＭｇＦ２ の０．２５λωの基本波反射防止膜（従
来例Ａ）がＫＴＰのＳＨＧ素子に従来用いられていた。
薄膜には、屈折率１．３６のＭｇＦ２ 膜がある。従っ
て、ＭｇＦ２ の０．２５λωの基本波反射防止膜（従
来例Ａ）がＫＴＰのＳＨＧ素子に従来用いられていた。
【００１０】また、特定（基本波：λω）の１波長に対
する単層反射防止膜は、単層以外に、０．２５λω−０
．２５λω−０．２５λω構成の３層反射防止膜もある
。
する単層反射防止膜は、単層以外に、０．２５λω−０
．２５λω−０．２５λω構成の３層反射防止膜もある
。
【００１１】例えば、ＳＨＧ素子面側に空気側の第１層
にＳｉＯ２ を用い、第２層にＡｌ２ Ｏ３ を用い、
第３層にＳｉＯ２ を用いた３層等価膜法（Ｈ． Ａ．
Ｍａｃｌｅｏｄ −１９８６−”ＴＨＩＮ−ＦＩＬＭ
ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＬＴＥＲＳ 第２版” Ａｄ
ｍ Ｈｉｌｇｅｒ Ｌｔｄ． 第１１８頁）により構成
したＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２ の基本波
反射防止膜（従来例Ｂ）がある。
にＳｉＯ２ を用い、第２層にＡｌ２ Ｏ３ を用い、
第３層にＳｉＯ２ を用いた３層等価膜法（Ｈ． Ａ．
Ｍａｃｌｅｏｄ −１９８６−”ＴＨＩＮ−ＦＩＬＭ
ＯＰＴＩＣＡＬ ＦＩＬＴＥＲＳ 第２版” Ａｄ
ｍ Ｈｉｌｇｅｒ Ｌｔｄ． 第１１８頁）により構成
したＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２ の基本波
反射防止膜（従来例Ｂ）がある。
【００１２】さらに、２波長に対する反射防止膜として
、０．２５（０．６７λω）−０．２５（０．６７λω
）−０．２５（０．６７λω）構成の３層２波長反射防
止膜もある。
、０．２５（０．６７λω）−０．２５（０．６７λω
）−０．２５（０．６７λω）構成の３層２波長反射防
止膜もある。
【００１３】例えば、ＳＨＧ素子面側に空気側の第１層
にＳｉＯ２ を用い、第２層にＹ２ Ｏ３ を用い、第
３層にＴａ２ Ｏ５ を用いた構成の３層２波長反射防
止膜（従来例Ｃ）がある。
にＳｉＯ２ を用い、第２層にＹ２ Ｏ３ を用い、第
３層にＴａ２ Ｏ５ を用いた構成の３層２波長反射防
止膜（従来例Ｃ）がある。
【００１４】上述の従来のＫＴＰのＳＨＧ素子の反射防
止膜の膜構成をそれぞれ表１〜表３に示す。
止膜の膜構成をそれぞれ表１〜表３に示す。
【００１５】
【表１】従来例Ａの層構成
【００１６】
【表２】従来例Ｂの層構成
【００１７】
【表３】従来例Ｃの層構成
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】一般には、ＫＴＰ結晶
のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面には、基本波とＳＨ光
の両波長に対する２波長反射防止膜が必要とされる。
のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面には、基本波とＳＨ光
の両波長に対する２波長反射防止膜が必要とされる。
【００１９】しかし、この反射防止膜自体にも損失があ
り、反射防止膜の損失（反射、吸収、散乱）は、レーザ
の発振効率、ＳＨＧ変換効率等に顕著な影響を与える。 この損失の中でも特に反射防止膜の吸収は、ＫＴＰ結晶
のＳＨＧ素子に温度上昇を与え、屈折率の変化をもたら
し、位相整合条件を満足できないものとし、従ってＳＨ
Ｇ変換効率を低下させる要因になることが考えられてい
る。
り、反射防止膜の損失（反射、吸収、散乱）は、レーザ
の発振効率、ＳＨＧ変換効率等に顕著な影響を与える。 この損失の中でも特に反射防止膜の吸収は、ＫＴＰ結晶
のＳＨＧ素子に温度上昇を与え、屈折率の変化をもたら
し、位相整合条件を満足できないものとし、従ってＳＨ
Ｇ変換効率を低下させる要因になることが考えられてい
る。
【００２０】そして、従来の３層２波長反射防止膜（Ｓ
ｉＯ２ −Ｙ２ Ｏ３ −Ｔａ２ Ｏ５ ）では、ＳＨ
Ｇ素子面上の第３層に用いているＴａ２ Ｏ５ 膜は、
波長１．０６μｍにおける吸収率が比較的高い膜として
知られており、この膜を用いては低吸収の反射防止膜は
期待できない。
ｉＯ２ −Ｙ２ Ｏ３ −Ｔａ２ Ｏ５ ）では、ＳＨ
Ｇ素子面上の第３層に用いているＴａ２ Ｏ５ 膜は、
波長１．０６μｍにおける吸収率が比較的高い膜として
知られており、この膜を用いては低吸収の反射防止膜は
期待できない。
【００２１】従って、本発明は、以上の点からＫＴＰ結
晶のＳＨＧ素子に施す基本波とＳＨ光の両波長に対する
低吸収の２波長反射防止膜を提供することを目的とする
。
晶のＳＨＧ素子に施す基本波とＳＨ光の両波長に対する
低吸収の２波長反射防止膜を提供することを目的とする
。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明はＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射
端面に施す、基本波（λω）とＳＨ光の２波長反射防止
膜において、各層の光学的膜厚が０．２５λω以下であ
り、かつＡｌ２ Ｏ３ とＳｉＯ２ の２種類の誘電体
膜を含む積層体からなる誘電体多層反射防止膜を提供す
る。
めに、本発明はＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射
端面に施す、基本波（λω）とＳＨ光の２波長反射防止
膜において、各層の光学的膜厚が０．２５λω以下であ
り、かつＡｌ２ Ｏ３ とＳｉＯ２ の２種類の誘電体
膜を含む積層体からなる誘電体多層反射防止膜を提供す
る。
【００２３】すなわち、本発明の誘電体多層反射防止膜
は、第２次高調波発生（ＳＨＧ）素子として用いられる
ＫＴｉＯＰＯ４ （ＫＴＰ）結晶に対し基本波と第２次
高調波（ＳＨ光）の２波長反射防止の為に使用される誘
電体多層反射防止膜において、屈折率の異なる２種類の
誘電体膜を含む積層体からなり、各誘電体膜の光学的膜
厚が基本波の波長の０．０２５〜０．２５倍であること
を特徴とする。
は、第２次高調波発生（ＳＨＧ）素子として用いられる
ＫＴｉＯＰＯ４ （ＫＴＰ）結晶に対し基本波と第２次
高調波（ＳＨ光）の２波長反射防止の為に使用される誘
電体多層反射防止膜において、屈折率の異なる２種類の
誘電体膜を含む積層体からなり、各誘電体膜の光学的膜
厚が基本波の波長の０．０２５〜０．２５倍であること
を特徴とする。
【００２４】さらに、本発明の誘電体多層反射防止膜で
は、前記誘電体膜の積層体が、ＫＴＰ結晶の面上に設け
られた、空気側からＳｉＯ２ の第１層、該第１層下に
設けられたＡｌ２ Ｏ３ の第２層、該第２層下に設け
られたＳｉＯ２ の第３層、該第３層下に設けられたＡ
ｌ２ Ｏ３ の第４層、該第４層下に設けられたＳｉＯ
２ の第５層、該第５層下に設けられたＡｌ２ Ｏ３
の第６層からなる。
は、前記誘電体膜の積層体が、ＫＴＰ結晶の面上に設け
られた、空気側からＳｉＯ２ の第１層、該第１層下に
設けられたＡｌ２ Ｏ３ の第２層、該第２層下に設け
られたＳｉＯ２ の第３層、該第３層下に設けられたＡ
ｌ２ Ｏ３ の第４層、該第４層下に設けられたＳｉＯ
２ の第５層、該第５層下に設けられたＡｌ２ Ｏ３
の第６層からなる。
【００２５】さらに、本発明の誘電体多層反射防止膜で
は、前記積層体の各誘電体膜の光学的膜厚が、基本波の
波長に対する反射率を０．２％以下、かつ第２次高調波
の波長に対する反射率を１．５％以下とするように選ば
れている。
は、前記積層体の各誘電体膜の光学的膜厚が、基本波の
波長に対する反射率を０．２％以下、かつ第２次高調波
の波長に対する反射率を１．５％以下とするように選ば
れている。
【００２６】
【作用】以上のように誘電体多層反射防止膜では、ＫＴ
Ｐ結晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面に基本波（λω
）とＳＨ光λ２ ωの２波長反射防止膜が施され、各層
の光学的膜厚が０．２５λω以下のＳｉＯ２ とＡｌ２
Ｏ３ の２つの誘電体膜の積層体から成り、基本波の
波長に対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対
する反射率が１．５％以下になるように各層の光学的膜
厚が設定されている。
Ｐ結晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面に基本波（λω
）とＳＨ光λ２ ωの２波長反射防止膜が施され、各層
の光学的膜厚が０．２５λω以下のＳｉＯ２ とＡｌ２
Ｏ３ の２つの誘電体膜の積層体から成り、基本波の
波長に対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対
する反射率が１．５％以下になるように各層の光学的膜
厚が設定されている。
【００２７】この為に、本発明の２波長反射防止膜は、
従来の２波長反射防止膜に比べて、ＫＴＰのＳＨＧ変換
効率の低下に影響を及ぼす吸収率が小さく、かつ、基本
波とＳＨ光に対する反射損失が小さくなっている。
従来の２波長反射防止膜に比べて、ＫＴＰのＳＨＧ変換
効率の低下に影響を及ぼす吸収率が小さく、かつ、基本
波とＳＨ光に対する反射損失が小さくなっている。
【００２８】
【実施例】本発明の２波長反射防止膜は、基本波とＳＨ
光の２波長に対して反射防止膜として機能することが要
求される。
光の２波長に対して反射防止膜として機能することが要
求される。
【００２９】空気側からＫＴＰ結晶面に向かって、Ｓｉ
Ｏ２ の第１層、Ａｌ２ Ｏ３ の第２層、ＳｉＯ２
の第３層、Ａｌ２ Ｏ３ の第４層、ＳｉＯ２ の第５
層、Ａｌ２ Ｏ３ の第６層から成り、基本波の波長に
対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対する反
射率が１．５％以下になるような各層の光学的膜厚の求
め方を以下に示す。
Ｏ２ の第１層、Ａｌ２ Ｏ３ の第２層、ＳｉＯ２
の第３層、Ａｌ２ Ｏ３ の第４層、ＳｉＯ２ の第５
層、Ａｌ２ Ｏ３ の第６層から成り、基本波の波長に
対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対する反
射率が１．５％以下になるような各層の光学的膜厚の求
め方を以下に示す。
【００３０】ただし、各層の光学的膜厚は、吸収の点か
ら薄いほど望ましいので０．２５λωを最大値と設定し
た。また、極端に薄い膜は、膜作成時の膜厚制御が困難
なので、各層の光学的膜厚の最小値を０．０２５λωと
設定した。
ら薄いほど望ましいので０．２５λωを最大値と設定し
た。また、極端に薄い膜は、膜作成時の膜厚制御が困難
なので、各層の光学的膜厚の最小値を０．０２５λωと
設定した。
【００３１】はじめに、ｑ層膜の波長λにおける反射率
Ｒの計算方法を示す。
Ｒの計算方法を示す。
【００３２】
【式１】
【００３３】
【式２】
【００３４】
【式３】
【００３５】
【式４】
【００３６】但し、ｎｊ は空気側からｊ番目の層の屈
折率、ｄｊは空気側からｊ番目の層の物理的膜厚である
。 ｎ０ は波長ωにおける空気（ｎ０ ＝１）の屈折率で
、ｎｓｕｂ は波長ωにおける基板の屈折率である。こ
こでは、計算を簡単にするために各層、基板の吸収及び
屈折率の波長分散は考慮にいれていない。
折率、ｄｊは空気側からｊ番目の層の物理的膜厚である
。 ｎ０ は波長ωにおける空気（ｎ０ ＝１）の屈折率で
、ｎｓｕｂ は波長ωにおける基板の屈折率である。こ
こでは、計算を簡単にするために各層、基板の吸収及び
屈折率の波長分散は考慮にいれていない。
【００３７】次に、ＳｉＯ２ の第１層、Ａｌ２ Ｏ３
の第２層、ＳｉＯ２ の第３層、Ａｌ２ Ｏ３ の第
４層、ＳｉＯ２ の第５層、Ａｌ２ Ｏ３ の第６層の
屈折率ｎｊ を代入し、各層の物理的膜厚ｄｊ を少し
ずつ変化させて、波長λωとλ２ ωにおける反射率Ｒ
ωとＲ２ ωを上式により計算し、反射率が最小になる
各層の物理的膜厚を求める。この反射率が最小になる各
層の物理的膜厚の最適値を求めるには、シンプレックス
法を用いる。
の第２層、ＳｉＯ２ の第３層、Ａｌ２ Ｏ３ の第
４層、ＳｉＯ２ の第５層、Ａｌ２ Ｏ３ の第６層の
屈折率ｎｊ を代入し、各層の物理的膜厚ｄｊ を少し
ずつ変化させて、波長λωとλ２ ωにおける反射率Ｒ
ωとＲ２ ωを上式により計算し、反射率が最小になる
各層の物理的膜厚を求める。この反射率が最小になる各
層の物理的膜厚の最適値を求めるには、シンプレックス
法を用いる。
【００３８】例として、上述の方法で求めた２種類の２
波長反射防止膜（本発明Ｄ及びＥ）における各層の屈折
率ｎｊ と光学的膜厚ｄｊ を表４〜表５に示し、理論
計算によって求めた本発明Ｄ及びＥの反射防止膜の分光
反射特性をそれぞれ図２〜図３に示す。
波長反射防止膜（本発明Ｄ及びＥ）における各層の屈折
率ｎｊ と光学的膜厚ｄｊ を表４〜表５に示し、理論
計算によって求めた本発明Ｄ及びＥの反射防止膜の分光
反射特性をそれぞれ図２〜図３に示す。
【００３９】
【表４】本発明Ｄ
【００４０】
【表５】本発明Ｅ
【００４１】本発明の反射防止膜の効果を確認するため
に、表４〜表５に基づいた反射防止膜を電子ビーム真空
蒸着装置を用いて作成した。
に、表４〜表５に基づいた反射防止膜を電子ビーム真空
蒸着装置を用いて作成した。
【００４２】反射防止膜の作成にあたっては、超音波洗
浄を行ったＫＴＰ基板を３００℃に加熱しながら、４×
１０−６Ｔｏｒｒまで排気した。ＳｉＯ２ 、Ａｌ２
Ｏ３ の蒸着速度は、それぞれ３．０オングストローム
／秒、１．０オングストローム／秒、酸素分圧はそれぞ
れ１×１０−５Ｔｏｒｒ、１×１０−４Ｔｏｒｒで行っ
た。
浄を行ったＫＴＰ基板を３００℃に加熱しながら、４×
１０−６Ｔｏｒｒまで排気した。ＳｉＯ２ 、Ａｌ２
Ｏ３ の蒸着速度は、それぞれ３．０オングストローム
／秒、１．０オングストローム／秒、酸素分圧はそれぞ
れ１×１０−５Ｔｏｒｒ、１×１０−４Ｔｏｒｒで行っ
た。
【００４３】なお、光学的膜厚の制御には、光学干渉モ
ニターを用いた。
ニターを用いた。
【００４４】本発明の２種類の２波長反射防止膜を施し
たＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子の分光反射率は、分光光度計
を用いて測定した。
たＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子の分光反射率は、分光光度計
を用いて測定した。
【００４５】また、２波長反射防止膜の吸収率は、薄膜
にレーザを照射し、その試料の温度上昇を解析すること
から吸収率を求めるレーザカロリーメータを用いて測定
を行った。
にレーザを照射し、その試料の温度上昇を解析すること
から吸収率を求めるレーザカロリーメータを用いて測定
を行った。
【００４６】さらに、本発明の２種類の２波長反射防止
膜を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子（縦２ｍｍ×横２ｍ
ｍ×長さ５．５ｍｍ）を、図４に示すようなＬＤ励起Ｙ
ＶＯ４ レーザ共振器内に配置しＳＨ光出力を測定した
。
膜を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子（縦２ｍｍ×横２ｍ
ｍ×長さ５．５ｍｍ）を、図４に示すようなＬＤ励起Ｙ
ＶＯ４ レーザ共振器内に配置しＳＨ光出力を測定した
。
【００４７】図４のレーザ共振器は、ＬＤ２０、レンズ
２２、ＹＶＯ４ 素子２４、ＫＴＰ結晶２６及び出力カ
プラ２８で構成され、矢印のようにＳＨ光が出力する。 ＹＶＯ４ 素子２４には高反射膜ＨＲ及び反射防止膜Ａ
Ｒが設けられ、ＫＴＰ結晶２６には反射防止膜ＡＲが設
けられている。
２２、ＹＶＯ４ 素子２４、ＫＴＰ結晶２６及び出力カ
プラ２８で構成され、矢印のようにＳＨ光が出力する。 ＹＶＯ４ 素子２４には高反射膜ＨＲ及び反射防止膜Ａ
Ｒが設けられ、ＫＴＰ結晶２６には反射防止膜ＡＲが設
けられている。
【００４８】本発明の２種類のＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ
３ −ＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２−Ａｌ２
Ｏ３ の２波長反射防止膜（本発明Ｄ、Ｅ）の基本波
の波長（１０６４ｎｍ）に対する反射率と吸収率、ＳＨ
光の波長（５３２ｎｍ）に対する反射率、ＳＨ光出力の
比を表８に示す。
３ −ＳｉＯ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２−Ａｌ２
Ｏ３ の２波長反射防止膜（本発明Ｄ、Ｅ）の基本波
の波長（１０６４ｎｍ）に対する反射率と吸収率、ＳＨ
光の波長（５３２ｎｍ）に対する反射率、ＳＨ光出力の
比を表８に示す。
【００４９】比較のため、従来のＭｇＦ２ の０．２５
λωの基本波反射防止膜（従来例Ａ）、ＳｉＯ２ −Ａ
ｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２ の基本波反射防止膜（従来例
Ｂ）及び０．２５（０．６７λω）−０．２５（０．６
７λω）−０．２５（０．６７λω）構成の３層（Ｓｉ
Ｏ２ −Ｙ２ Ｏ３ −Ｔａ２ Ｏ５）２波長反射防止
膜（従来例Ｃ）も作成し、基本波の波長に対する反射率
と吸収率、ＳＨ光の波長に対する反射率、ＳＨ光出力の
比を表８に示す。
λωの基本波反射防止膜（従来例Ａ）、ＳｉＯ２ −Ａ
ｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２ の基本波反射防止膜（従来例
Ｂ）及び０．２５（０．６７λω）−０．２５（０．６
７λω）−０．２５（０．６７λω）構成の３層（Ｓｉ
Ｏ２ −Ｙ２ Ｏ３ −Ｔａ２ Ｏ５）２波長反射防止
膜（従来例Ｃ）も作成し、基本波の波長に対する反射率
と吸収率、ＳＨ光の波長に対する反射率、ＳＨ光出力の
比を表８に示す。
【００５０】さらに、比較のために、表６に示すように
、本発明と同じ膜材料、同じ膜層数で、基本波の波長に
対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対する反
射率が１．５％以下の図５に示す分光反射特性を有する
が、光学的膜厚０．２５λωを越える層が４層（第２、
３、５、６層）含まれる２波長反射防止膜（比較例Ｆ）
、および、表７に示すように、本発明と同じ膜材料、同
じ膜層数で、各層の光学的膜厚がすべて０．２５λω以
下であるが、基本波の波長に対する反射率が０．２％以
上（１．７５％）ある２波長反射防止膜（比較例Ｇ）も
作成し、基本波の波長に対する反射率と吸収率、ＳＨ光
の波長に対する反射率、ＳＨ光出力の比を表８に示す。
、本発明と同じ膜材料、同じ膜層数で、基本波の波長に
対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対する反
射率が１．５％以下の図５に示す分光反射特性を有する
が、光学的膜厚０．２５λωを越える層が４層（第２、
３、５、６層）含まれる２波長反射防止膜（比較例Ｆ）
、および、表７に示すように、本発明と同じ膜材料、同
じ膜層数で、各層の光学的膜厚がすべて０．２５λω以
下であるが、基本波の波長に対する反射率が０．２％以
上（１．７５％）ある２波長反射防止膜（比較例Ｇ）も
作成し、基本波の波長に対する反射率と吸収率、ＳＨ光
の波長に対する反射率、ＳＨ光出力の比を表８に示す。
【００５１】
【表６】比較例Ｆ
【００５２】
【表７】比較例Ｇ
【００５３】
【表８】
＊表８中、ＳＨ光出力は、２波長反射防止膜（従来例Ｃ
）をＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子に施した場合のＳＨ光出力
を１．０として規格化した。
）をＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子に施した場合のＳＨ光出力
を１．０として規格化した。
【００５４】表４〜表５が示すように、従来の３層（Ｓ
ｉＯ２ −Ｙ２ Ｏ３ −Ｔａ２ Ｏ５ ）２波長反射
防止膜（従来例Ｃ）は、吸収が非常に大きく、ＳＨ光の
波長に対する反射防止を考慮していないＭｇＦ２ の０
．２５λωの基本波反射防止膜（従来例Ａ）およびＳｉ
Ｏ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２ の基本波反射膜（
従来例Ｂ）を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子よりもＳＨ
光出力が低かった。
ｉＯ２ −Ｙ２ Ｏ３ −Ｔａ２ Ｏ５ ）２波長反射
防止膜（従来例Ｃ）は、吸収が非常に大きく、ＳＨ光の
波長に対する反射防止を考慮していないＭｇＦ２ の０
．２５λωの基本波反射防止膜（従来例Ａ）およびＳｉ
Ｏ２ −Ａｌ２ Ｏ３ −ＳｉＯ２ の基本波反射膜（
従来例Ｂ）を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子よりもＳＨ
光出力が低かった。
【００５５】一方、吸収が２０ｐｐｍ以下で、かつ、基
本波の波長に対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波
長に対する反射率が１．５％以下の本発明の２種類の２
波長反射防止膜（本発明Ｄ、Ｅ）を施したＫＴＰ結晶の
ＳＨＧ素子は、従来の３層（ＳｉＯ２ −Ｙ２ Ｏ３
−Ｔａ２ Ｏ５ ）２波長反射防止膜を施したＫＴＰ結
晶のＳＨＧ素子（従来例Ｃ）より、５倍以上ＳＨ光出力
が向上した。
本波の波長に対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波
長に対する反射率が１．５％以下の本発明の２種類の２
波長反射防止膜（本発明Ｄ、Ｅ）を施したＫＴＰ結晶の
ＳＨＧ素子は、従来の３層（ＳｉＯ２ −Ｙ２ Ｏ３
−Ｔａ２ Ｏ５ ）２波長反射防止膜を施したＫＴＰ結
晶のＳＨＧ素子（従来例Ｃ）より、５倍以上ＳＨ光出力
が向上した。
【００５６】しかし、本発明と同じ膜材料、同じ膜層数
で、基本波の波長とＳＨ光の波長に対する反射特性がほ
ぼ同じであるが、光学的膜厚０．２５λωを越える層が
４層含まれる２波長反射防止膜（比較例Ｆ）は、光学的
膜厚に比例して吸収も大きい。そのため、この２波長反
射防止膜を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子は、本発明の
２種類の２波長反射防止膜を施した場合ほどＳＨ光出力
は向上しなかった。
で、基本波の波長とＳＨ光の波長に対する反射特性がほ
ぼ同じであるが、光学的膜厚０．２５λωを越える層が
４層含まれる２波長反射防止膜（比較例Ｆ）は、光学的
膜厚に比例して吸収も大きい。そのため、この２波長反
射防止膜を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子は、本発明の
２種類の２波長反射防止膜を施した場合ほどＳＨ光出力
は向上しなかった。
【００５７】したがって、各層の光学的膜厚は、必要と
する分光反射特性を満足するならば、作成時の膜厚制御
可能な範囲で薄いほど望ましいといえる。
する分光反射特性を満足するならば、作成時の膜厚制御
可能な範囲で薄いほど望ましいといえる。
【００５８】さらに、本発明と同じ膜材料、同じ膜層数
で、各層の光学的膜厚がすべて０．２５λω以下である
が、基本波の波長に対する反射率が０．２％以上ある２
波長反射防止膜（比較例Ｇ）は、吸収において本発明の
２種類の２波長反射防止膜とほぼ等しいが、基本波の波
長に対する反射率が１．７５％もあるために、この２波
長反射防止膜を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子が共振器
内の大きな損失になり、レーザは発振しなかった。
で、各層の光学的膜厚がすべて０．２５λω以下である
が、基本波の波長に対する反射率が０．２％以上ある２
波長反射防止膜（比較例Ｇ）は、吸収において本発明の
２種類の２波長反射防止膜とほぼ等しいが、基本波の波
長に対する反射率が１．７５％もあるために、この２波
長反射防止膜を施したＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子が共振器
内の大きな損失になり、レーザは発振しなかった。
【００５９】
【発明の効果】本発明の２波長反射防止膜は、ＫＴＰ結
晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面に施す、基本波（λ
ω）とＳＨ光の２波長反射防止膜であり、かつ各層の光
学的膜厚が０．２５λω以下のＳｉＯ２ とＡｌ２ Ｏ
３ の２つの誘電体膜の積層体から成り、基本波の波長
に対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対する
反射率３１．５％以下になるように各層の光学的膜厚の
設定してあるので、従来の２波長反射防止膜に比べて、
ＫＴＰのＳＨＧ変換効率の低下に影響を及ぼす吸収率が
小さく、かつ、基本波とＳＨ光に対する反射損失が小さ
い。
晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面に施す、基本波（λ
ω）とＳＨ光の２波長反射防止膜であり、かつ各層の光
学的膜厚が０．２５λω以下のＳｉＯ２ とＡｌ２ Ｏ
３ の２つの誘電体膜の積層体から成り、基本波の波長
に対する反射率が０．２％以下、ＳＨ光の波長に対する
反射率３１．５％以下になるように各層の光学的膜厚の
設定してあるので、従来の２波長反射防止膜に比べて、
ＫＴＰのＳＨＧ変換効率の低下に影響を及ぼす吸収率が
小さく、かつ、基本波とＳＨ光に対する反射損失が小さ
い。
【００６０】したがって、本発明の２波長反射防止膜を
ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面に施せば、
ＳＨＧ変換効率は大幅に向上する。
ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子のレーザ入出射端面に施せば、
ＳＨＧ変換効率は大幅に向上する。
【図１】ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子の位相整合条件を満足
する結晶軸と基本波とＳＨ光の偏光方向の関係を示す説
明図である。
する結晶軸と基本波とＳＨ光の偏光方向の関係を示す説
明図である。
【図２】本発明の実施例の２波長反射防止膜をＫＴＰ結
晶のＳＨＧ素子に施した場合の理論計算による分光反射
特性を示すグラフである。
晶のＳＨＧ素子に施した場合の理論計算による分光反射
特性を示すグラフである。
【図３】本発明の他の実施例の２波長反射防止膜をＫＴ
Ｐ結晶のＳＨＧ素子に施した場合の理論計算による分光
反射特性を示すグラフである。
Ｐ結晶のＳＨＧ素子に施した場合の理論計算による分光
反射特性を示すグラフである。
【図４】ＫＴＰ結晶のＳＨＧ素子のＳＨ光出力を測定し
たＬＤ励起ＹＶＯ４レーザ共振器を示す説明図である。
たＬＤ励起ＹＶＯ４レーザ共振器を示す説明図である。
【図５】従来の２波長反射防止膜をＫＴＰ結晶のＳＨＧ
素子に施した場合の理論計算による分光反射特性を示す
グラフである。
素子に施した場合の理論計算による分光反射特性を示す
グラフである。
【符号の説明】
１０ ＳＨＧ素子
１２ レーザ入射端面
１４ 出射端面
１６ レーザ光
Claims (3)
- 【請求項１】 第２次高調波発生素子として用いられ
るＫＴｉＯＰＯ４ 結晶に対し基本波と第２次高調波の
２波長反射防止の為に使用される誘電体多層反射防止膜
において、屈折率の異なる２種類の誘電体膜を含む積層
体からなり、各誘電体膜の光学的膜厚が基本波の波長の
０．０２５〜０．２５倍であることを特徴とする誘電体
多層反射防止膜。 - 【請求項２】 前記誘電体膜の積層体が、ＫＴｉＯＰ
Ｏ４ 結晶の面上に設けられた、空気側からＳｉＯ２
の第１層、該第１層下に設けられたＡｌ２ Ｏ３ の第
２層、該第２層下に設けられたＳｉＯ２ の第３層、該
第３層下に設けられたＡｌ２ Ｏ３ の第４層、該第４
層下に設けられたＳｉＯ２ の第５層、該第５層下に設
けられたＡｌ２ Ｏ３ の第６層からなる請求項１記載
の誘電体多層反射防止膜。 - 【請求項３】 前記積層体の各誘電体膜の光学的膜厚
が、基本波の波長に対する反射率を０．２％以下、かつ
第２次高調波の波長に対する反射率を１．５％以下とす
るように選ばれている請求項１記載の誘電体多層反射防
止膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3133555A JPH04333834A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 誘電体多層反射防止膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3133555A JPH04333834A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 誘電体多層反射防止膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333834A true JPH04333834A (ja) | 1992-11-20 |
Family
ID=15107550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3133555A Pending JPH04333834A (ja) | 1991-05-09 | 1991-05-09 | 誘電体多層反射防止膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04333834A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557466A (en) * | 1993-09-07 | 1996-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Two-wavelength antireflection film |
| EP1096307A2 (en) * | 1999-10-28 | 2001-05-02 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converting system and wavelength stabilised laser |
| US7031362B2 (en) | 2001-11-01 | 2006-04-18 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module using the device and method for low reflectivity |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6461701A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Minolta Camera Kk | Antireflecting film |
| JPS6461702A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Minolta Camera Kk | Antireflecting film |
| JPH02247601A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-03 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | レーザ素子の反射防止膜 |
-
1991
- 1991-05-09 JP JP3133555A patent/JPH04333834A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6461701A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Minolta Camera Kk | Antireflecting film |
| JPS6461702A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Minolta Camera Kk | Antireflecting film |
| JPH02247601A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-03 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | レーザ素子の反射防止膜 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5557466A (en) * | 1993-09-07 | 1996-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Two-wavelength antireflection film |
| EP1096307A2 (en) * | 1999-10-28 | 2001-05-02 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converting system and wavelength stabilised laser |
| EP1096307A3 (en) * | 1999-10-28 | 2004-03-10 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converting system and wavelength stabilised laser |
| US7031362B2 (en) | 2001-11-01 | 2006-04-18 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser device and semiconductor laser module using the device and method for low reflectivity |
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