JPH05100272A - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
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- JPH05100272A JPH05100272A JP28931191A JP28931191A JPH05100272A JP H05100272 A JPH05100272 A JP H05100272A JP 28931191 A JP28931191 A JP 28931191A JP 28931191 A JP28931191 A JP 28931191A JP H05100272 A JPH05100272 A JP H05100272A
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- resonator
- plane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＬＤ光源等からの楕円型断面のビーム形状を有
する基本波に対して、共振器の形状及び基本波の内部反
射角を最適に選ぶことによって、アナモルフィックプリ
ズムペア等の特別な光学系を必要とせずに高い変換効率
を得る。 【構成】第２高調波発生装置１２は基本波レーザ光源と
してのＬＤ１３、コリメートレンズ１４、モードマッチ
ングレンズ１５、モノリシック型共振器１６が順次配列
され構成される。ＬＤ１２は、波長８６０ｎｍ、単一
縦、単一横モードで、放射角の縦横比（長軸と短軸の
比）１：１／３で、非点収差の少ない基本波を出射する
ものが用いられる。図３の縦横比１：１／３での共振器
形状に対する結合効率の計算結果より、共振器形状を
（Ｌ，Ｒ）＝（７ｍｍ，５ｍｍ）、内部反射角を２２．
４゜にしたとき、結合効率は最高で８８．４％となる。
する基本波に対して、共振器の形状及び基本波の内部反
射角を最適に選ぶことによって、アナモルフィックプリ
ズムペア等の特別な光学系を必要とせずに高い変換効率
を得る。 【構成】第２高調波発生装置１２は基本波レーザ光源と
してのＬＤ１３、コリメートレンズ１４、モードマッチ
ングレンズ１５、モノリシック型共振器１６が順次配列
され構成される。ＬＤ１２は、波長８６０ｎｍ、単一
縦、単一横モードで、放射角の縦横比（長軸と短軸の
比）１：１／３で、非点収差の少ない基本波を出射する
ものが用いられる。図３の縦横比１：１／３での共振器
形状に対する結合効率の計算結果より、共振器形状を
（Ｌ，Ｒ）＝（７ｍｍ，５ｍｍ）、内部反射角を２２．
４゜にしたとき、結合効率は最高で８８．４％となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ等の光源
から発せられる基本波をモノリシック型共振器内で高調
波に変換する高調波発生装置に関する。
から発せられる基本波をモノリシック型共振器内で高調
波に変換する高調波発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザ等から出射される基
本波を非線形光学材料に通して波長変換された第２高調
波や第３高調波を得る装置が種々提案されている。これ
らの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に非
線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込めて
増幅させることで、高調波を効率よく発生させるように
している。そして、共振器としては、非線形光学材料の
端面に反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリシ
ック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成
し、この共振器内に非線形光学材料を配置した外部共振
器とが知られている。最近では、装置の小型化及び高調
波への変換効率の向上を図るために、外部共振器型のも
のから、非線形光学材料の内部において基本波を共振さ
せるモノリシック型のものへとその主流が移行しつつあ
る。
本波を非線形光学材料に通して波長変換された第２高調
波や第３高調波を得る装置が種々提案されている。これ
らの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に非
線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込めて
増幅させることで、高調波を効率よく発生させるように
している。そして、共振器としては、非線形光学材料の
端面に反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリシ
ック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成
し、この共振器内に非線形光学材料を配置した外部共振
器とが知られている。最近では、装置の小型化及び高調
波への変換効率の向上を図るために、外部共振器型のも
のから、非線形光学材料の内部において基本波を共振さ
せるモノリシック型のものへとその主流が移行しつつあ
る。
【０００３】図２には、従来の高調波発生装置の一例と
して、モノリシック型共振器を用いた第２高調波発生装
置が示されている。この第２高調波発生装置１は、半導
体レーザ（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、
アナモルフィックプリズムペア４、モードマッチングレ
ンズ５及びＫＮｂＯ3 結晶等からなる非線形光学材料６
によって構成されている。ＬＤ２は、例えば波長８６０
ｎｍの基本波７を出射する。
して、モノリシック型共振器を用いた第２高調波発生装
置が示されている。この第２高調波発生装置１は、半導
体レーザ（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、
アナモルフィックプリズムペア４、モードマッチングレ
ンズ５及びＫＮｂＯ3 結晶等からなる非線形光学材料６
によって構成されている。ＬＤ２は、例えば波長８６０
ｎｍの基本波７を出射する。
【０００４】非線形光学材料６の図中左右の２面は、球
面状に研磨加工されている。このうち図中左側の面は基
本波７の入射面をなし、この面に基本波７に対して一部
透過、第２高調波８に対して反射の球面ミラー９が形成
されている。また、図中右側の面は第２高調波８の出射
面をなし、この面に基本波７に対して反射、第２高調波
８に対して透過の球面ミラー１０が形成されている。更
に、非線形光学材料６の図中下面は、基本波７及び第２
高調波８のいずれも反射する平面ミラー１１をなしてい
る。
面状に研磨加工されている。このうち図中左側の面は基
本波７の入射面をなし、この面に基本波７に対して一部
透過、第２高調波８に対して反射の球面ミラー９が形成
されている。また、図中右側の面は第２高調波８の出射
面をなし、この面に基本波７に対して反射、第２高調波
８に対して透過の球面ミラー１０が形成されている。更
に、非線形光学材料６の図中下面は、基本波７及び第２
高調波８のいずれも反射する平面ミラー１１をなしてい
る。
【０００５】上記の構成において、ＬＤ２から出射され
る波長８６０ｎｍの基本波７は、理想的にはビームの断
面が円形のガウシアンビームであることが望ましい。し
かし、実際には放射角が縦横で異なり、ビームの断面形
状が楕円になる。この状態でモノリシック型共振器中に
入射すると、共振器の固有共振モードとの結合効率は著
しく低下する。そこでＬＤ２から出射される基本波７は
コリメートレンズ３により平行光にされ、アナモルフィ
ックプリズムペア４によって円形のビーム断面に整形さ
れた後、モードマッチングレンズ５を通過し、非線形光
学材料５の球面ミラー９のＡ点から入射する。この際、
Ａ点に入射した基本波７が非線形材料６の結晶軸ａと平
行に進むように、基本波７を結晶軸ａに対して特定の角
度θで入射させる。
る波長８６０ｎｍの基本波７は、理想的にはビームの断
面が円形のガウシアンビームであることが望ましい。し
かし、実際には放射角が縦横で異なり、ビームの断面形
状が楕円になる。この状態でモノリシック型共振器中に
入射すると、共振器の固有共振モードとの結合効率は著
しく低下する。そこでＬＤ２から出射される基本波７は
コリメートレンズ３により平行光にされ、アナモルフィ
ックプリズムペア４によって円形のビーム断面に整形さ
れた後、モードマッチングレンズ５を通過し、非線形光
学材料５の球面ミラー９のＡ点から入射する。この際、
Ａ点に入射した基本波７が非線形材料６の結晶軸ａと平
行に進むように、基本波７を結晶軸ａに対して特定の角
度θで入射させる。
【０００６】ここで、アナモルフィックプリズムペア４
は、ＬＤの射出ビームの楕円の短軸方向のみを拡大し、
長軸方向には何らの変化も与えずに、出力ビームを真円
に近い形状に矯正するものである。
は、ＬＤの射出ビームの楕円の短軸方向のみを拡大し、
長軸方向には何らの変化も与えずに、出力ビームを真円
に近い形状に矯正するものである。
【０００７】この基本波７は、２つの球面ミラー９、１
０と、平面ミラー１１とで構成されるリング共振器内の
点Ａ、Ｂ、Ｃで、ある内部反射角θ1 をもってリング型
に反射して増幅される。そして、基本波７は、非線形光
学材料６内を結晶軸ａの方向に通過するとき、その一部
が波長４３０ｎｍの第２高調波８に変換され、球面ミラ
ー１０のＢ点から出射される。なお、位相整合条件に適
合させて高調波への変換効率を安定させるため、非線形
光学材料６は、ペルチェ素子等による温度制御が行われ
る。このような高調波発生装置を用いれば、基本波を効
率よく高調波に変換することができる。
０と、平面ミラー１１とで構成されるリング共振器内の
点Ａ、Ｂ、Ｃで、ある内部反射角θ1 をもってリング型
に反射して増幅される。そして、基本波７は、非線形光
学材料６内を結晶軸ａの方向に通過するとき、その一部
が波長４３０ｎｍの第２高調波８に変換され、球面ミラ
ー１０のＢ点から出射される。なお、位相整合条件に適
合させて高調波への変換効率を安定させるため、非線形
光学材料６は、ペルチェ素子等による温度制御が行われ
る。このような高調波発生装置を用いれば、基本波を効
率よく高調波に変換することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第２高調波発生装置では、基本波のＬＤ光の放射角
の縦横比の補正をアナモルフィックプリズムペアによっ
て行っていたため、アナモルフィックプリズムペアだけ
でかなりのスペースを占めてしまうこと、また、このプ
リズムは非常に高価であることなどから、実用上の大き
な問題となっていた。
来の第２高調波発生装置では、基本波のＬＤ光の放射角
の縦横比の補正をアナモルフィックプリズムペアによっ
て行っていたため、アナモルフィックプリズムペアだけ
でかなりのスペースを占めてしまうこと、また、このプ
リズムは非常に高価であることなどから、実用上の大き
な問題となっていた。
【０００９】したがって、本発明の目的はＬＤ光の放射
角の縦横比に対して最適な共振器の形状及び内部反射角
θ1 を求めることによって、アナモルフィックプリズム
ペア等の特別な光学系を付加することなしに共振器の結
合効率を高めることが可能な高調波発生装置を提供する
ことにある。
角の縦横比に対して最適な共振器の形状及び内部反射角
θ1 を求めることによって、アナモルフィックプリズム
ペア等の特別な光学系を付加することなしに共振器の結
合効率を高めることが可能な高調波発生装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、対面する２曲面と１平面間で基本波を内
部で三角状にリング共振させる非線形光学材料を含むモ
ノリシック型共振器を備えた高調波発生装置において、
前記非線形光学材料の対面する２曲面における基本波の
内部反射角をθ1 、非線形光学材料の対面する２曲面間
の最大距離をＬ、前記１平面とそれに対面する面間の距
離をＲとしたとき、Ｌ／Ｒ≧６．２５／５、θ1 ≧１０
°であり、楕円型断面のビーム形状を有する入射基本波
の楕円の長軸と短軸の比が長軸／短軸≧２であり、前記
楕円の長軸が前記１平面に垂直な方向とされ、短軸が前
記１平面に平行な方向とされていることを特徴とする高
調波発生装置を提供するものである。
め、本発明は、対面する２曲面と１平面間で基本波を内
部で三角状にリング共振させる非線形光学材料を含むモ
ノリシック型共振器を備えた高調波発生装置において、
前記非線形光学材料の対面する２曲面における基本波の
内部反射角をθ1 、非線形光学材料の対面する２曲面間
の最大距離をＬ、前記１平面とそれに対面する面間の距
離をＲとしたとき、Ｌ／Ｒ≧６．２５／５、θ1 ≧１０
°であり、楕円型断面のビーム形状を有する入射基本波
の楕円の長軸と短軸の比が長軸／短軸≧２であり、前記
楕円の長軸が前記１平面に垂直な方向とされ、短軸が前
記１平面に平行な方向とされていることを特徴とする高
調波発生装置を提供するものである。
【００１１】本発明の高調波発生装置は、ＬＤのビーム
の縦横比に対して高い結合効率が得られるように、モノ
リシック型共振器の形状を設定する。それには所定の計
算を行い、それに基づき形状を設定する。ここに、ＬＤ
のビーム断面の縦横比（長軸と短軸の比）を１：１／３
で一定としたときの、種々の共振器の形状（Ｌ，Ｒ）
（Ｌは非線形光学材料の対面する２球面間の最大距離、
Ｒはもう一つの基本波の反射面である１平面とそれに対
面する面間の距離）における内部反射角θ1 に対する結
合効率の変化を求めた計算結果を、図３のグラフに示
す。同様に、ＬＤのビーム断面の縦横比を１：１／４で
一定としたときの計算結果を、図４のグラフに示す。
の縦横比に対して高い結合効率が得られるように、モノ
リシック型共振器の形状を設定する。それには所定の計
算を行い、それに基づき形状を設定する。ここに、ＬＤ
のビーム断面の縦横比（長軸と短軸の比）を１：１／３
で一定としたときの、種々の共振器の形状（Ｌ，Ｒ）
（Ｌは非線形光学材料の対面する２球面間の最大距離、
Ｒはもう一つの基本波の反射面である１平面とそれに対
面する面間の距離）における内部反射角θ1 に対する結
合効率の変化を求めた計算結果を、図３のグラフに示
す。同様に、ＬＤのビーム断面の縦横比を１：１／４で
一定としたときの計算結果を、図４のグラフに示す。
【００１２】図３と図４の結果より、Ｌ／Ｒ≧６．２５
／５、θ1 ≧１０°とすれば結合効率は急激に上昇し、
ある角度でピーク値に達するか、そのまま１００％に漸
近していくことが判明した。
／５、θ1 ≧１０°とすれば結合効率は急激に上昇し、
ある角度でピーク値に達するか、そのまま１００％に漸
近していくことが判明した。
【００１３】図３より、楕円型断面のビーム形状を有す
る入射基本波の、ビーム断面の長軸と短軸の長さの比が
短軸／長軸＝１／３のとき、Ｌ／Ｒ＝６．２５／５、１
５°≦θ1 ≦２０°とするか、Ｌ／Ｒ＝７／５、１４°
≦θ1 ≦２５°とするか、Ｌ／Ｒ＝９／５、１２°≦θ
1 とすることにより結合効率を８０％以上とすることが
可能である。
る入射基本波の、ビーム断面の長軸と短軸の長さの比が
短軸／長軸＝１／３のとき、Ｌ／Ｒ＝６．２５／５、１
５°≦θ1 ≦２０°とするか、Ｌ／Ｒ＝７／５、１４°
≦θ1 ≦２５°とするか、Ｌ／Ｒ＝９／５、１２°≦θ
1 とすることにより結合効率を８０％以上とすることが
可能である。
【００１４】図４より、楕円型断面のビーム形状を有す
る入射基本波の、ビーム断面の長軸と短軸の長さの比が
短軸／長軸＝１／４のとき、Ｌ／Ｒ＝７／５、２２°≦
θ1≦２５°とするか、Ｌ／Ｒ＝９／５、１７°≦θ1
とすることにより結合効率を８０％以上とすることが可
能である。
る入射基本波の、ビーム断面の長軸と短軸の長さの比が
短軸／長軸＝１／４のとき、Ｌ／Ｒ＝７／５、２２°≦
θ1≦２５°とするか、Ｌ／Ｒ＝９／５、１７°≦θ1
とすることにより結合効率を８０％以上とすることが可
能である。
【００１５】次に、ＬＤのビーム断面の縦横比を（１：
１）、（２：１）、（３：１）、（４：１）と変化させ
て高調波発生装置を構成した場合の結合効率を、図５の
グラフに示す。ただし、この場合共振器の形状は（Ｌ，
Ｒ）＝（７，５）（単位はｍｍ）で一定としている。図
５より、ＬＤのビーム断面の縦横比を（１：１）にすれ
ば、θ1 が０°〜１５°までの広い範囲でほぼ１００％
の結合効率が得られるが、ＬＤのビーム断面は本来縦横
比が（２：１）〜（４：１）と楕円型であり、それをほ
ぼ（１：１）に矯正するためのアナモルフィックプリズ
ムペア等の特別な光学部品が必要であった。本発明は、
そのような特別な光学部品を用いずに高い結合効率を得
ようとするものである。
１）、（２：１）、（３：１）、（４：１）と変化させ
て高調波発生装置を構成した場合の結合効率を、図５の
グラフに示す。ただし、この場合共振器の形状は（Ｌ，
Ｒ）＝（７，５）（単位はｍｍ）で一定としている。図
５より、ＬＤのビーム断面の縦横比を（１：１）にすれ
ば、θ1 が０°〜１５°までの広い範囲でほぼ１００％
の結合効率が得られるが、ＬＤのビーム断面は本来縦横
比が（２：１）〜（４：１）と楕円型であり、それをほ
ぼ（１：１）に矯正するためのアナモルフィックプリズ
ムペア等の特別な光学部品が必要であった。本発明は、
そのような特別な光学部品を用いずに高い結合効率を得
ようとするものである。
【００１６】これらの計算の結果より、同様なビームの
縦横比を有するＬＤを用いた高調波発生装置における最
適な共振器の形状、内部反射角を求めることができる。
ただし、実際の装置ではその他の要因も加わるため、計
算上の最適点近辺の値となる場合がある。
縦横比を有するＬＤを用いた高調波発生装置における最
適な共振器の形状、内部反射角を求めることができる。
ただし、実際の装置ではその他の要因も加わるため、計
算上の最適点近辺の値となる場合がある。
【００１７】
【作用】結合効率を求める計算方法を以下の（１）〜
（３）の手順により示す。 （１）モノリシック型共振器の固有共振モードに適し
た、対面する２球面の曲率半径Ｒ0 、共振器内部での基
本波のビーム径ω0 の算出。まず、基本波が共振器の入
射面でスタートし、三角状に１周したときの光線行列を
下記数１とする。
（３）の手順により示す。 （１）モノリシック型共振器の固有共振モードに適し
た、対面する２球面の曲率半径Ｒ0 、共振器内部での基
本波のビーム径ω0 の算出。まず、基本波が共振器の入
射面でスタートし、三角状に１周したときの光線行列を
下記数１とする。
【００１８】
【数１】
【００１９】この場合、自己無撞着法により入射面（共
振器内部）での固有共振モードに適した曲率半径Ｒ0 、
基本波のビーム径ω0 が次の式で求められる。 Ｒ0 ＝２Ｂ0 ／（Ｄ0 −Ａ0 ） ω0 ＝｛λ／（πｎ）｝1/2 ×Ｂ0 1/2／［１−｛（Ｄ0 ＋Ａ0 ）／２｝2 ］1/4
振器内部）での固有共振モードに適した曲率半径Ｒ0 、
基本波のビーム径ω0 が次の式で求められる。 Ｒ0 ＝２Ｂ0 ／（Ｄ0 −Ａ0 ） ω0 ＝｛λ／（πｎ）｝1/2 ×Ｂ0 1/2／［１−｛（Ｄ0 ＋Ａ0 ）／２｝2 ］1/4
【００２０】次に、入射面の共振器外部での曲率半径Ｒ
1 、基本波のビーム径ω1 を、Ｒ0、ω0 に光線追跡プ
ログラムを用いることにより算出する。以上の結果を下
記表１に示す。表中の数値の単位はｍｍである。ここ
で、Ｌ＝７ｍｍ、Ｒ＝５ｍｍ、θ1 ＝１６．５°、ｎ
（非線形光学材料の屈折率）＝２．２７８、λ（基本波
の波長）＝８６０ｎｍである。
1 、基本波のビーム径ω1 を、Ｒ0、ω0 に光線追跡プ
ログラムを用いることにより算出する。以上の結果を下
記表１に示す。表中の数値の単位はｍｍである。ここ
で、Ｌ＝７ｍｍ、Ｒ＝５ｍｍ、θ1 ＝１６．５°、ｎ
（非線形光学材料の屈折率）＝２．２７８、λ（基本波
の波長）＝８６０ｎｍである。
【００２１】
【表１】
【００２２】（２）結合光学系のモードマッチングレン
ズの曲率半径Ｒ2と基本波のビーム径ω2 の算出。コリ
メートレンズによりコリメートされたビームの複素パラ
メータをｑ1 とする。モードマッチングレンズをへて距
離ｌの地点での集光を記述する光線行列を下記数２で表
す。
ズの曲率半径Ｒ2と基本波のビーム径ω2 の算出。コリ
メートレンズによりコリメートされたビームの複素パラ
メータをｑ1 とする。モードマッチングレンズをへて距
離ｌの地点での集光を記述する光線行列を下記数２で表
す。
【００２３】
【数２】
【００２４】このとき、集光ビームの複素パラメータｑ
2 は、ｑ2 ＝（Ａ1 ｑ1 ＋Ｂ1 ）／（Ｃ1 ｑ1 ＋Ｄ1 ）
である。これを実部と虚部に分けることにより、曲率半
径Ｒ2 と基本波のビーム径ω2 を求めることができる。
即ち、１／ｑ2 ＝１／Ｒ2 −ｉλ／（πｎ0 ω2 ）であ
るから、上式より求められる。計算例を表２に示す。表
中の数値の単位はｍｍである。ここで、コリメートレン
ズによりコリメートされた光のビ−ム径の、紙面に平行
な方向（長軸）の径を１．９２ｍｍ、紙面に垂直な方向
（短軸）の径を０．４８ｍｍとし、モードマッチングレ
ンズの焦点距離を７２ｍｍ、ｌ＝７０ｍｍ、ｎ0 ＝１、
λ＝８６０ｎｍとしている。
2 は、ｑ2 ＝（Ａ1 ｑ1 ＋Ｂ1 ）／（Ｃ1 ｑ1 ＋Ｄ1 ）
である。これを実部と虚部に分けることにより、曲率半
径Ｒ2 と基本波のビーム径ω2 を求めることができる。
即ち、１／ｑ2 ＝１／Ｒ2 −ｉλ／（πｎ0 ω2 ）であ
るから、上式より求められる。計算例を表２に示す。表
中の数値の単位はｍｍである。ここで、コリメートレン
ズによりコリメートされた光のビ−ム径の、紙面に平行
な方向（長軸）の径を１．９２ｍｍ、紙面に垂直な方向
（短軸）の径を０．４８ｍｍとし、モードマッチングレ
ンズの焦点距離を７２ｍｍ、ｌ＝７０ｍｍ、ｎ0 ＝１、
λ＝８６０ｎｍとしている。
【００２５】
【表２】
【００２６】結合効率ｋは以下の式により算出できる。 ｋ＝２／｛（ω1a／ω2a＋ω2a／ω1a）2 ＋πω2aω0a
／λ×（１／Ｒ2a−１／Ｒ1a）2 ｝1/2 ×｛（ω1b／ω
2b＋ω2b／ω1b）2 ＋πω2bω0b／λ×（１／Ｒ2b−１
／Ｒ1b）2 ｝1/2
／λ×（１／Ｒ2a−１／Ｒ1a）2 ｝1/2 ×｛（ω1b／ω
2b＋ω2b／ω1b）2 ＋πω2bω0b／λ×（１／Ｒ2b−１
／Ｒ1b）2 ｝1/2
【００２７】上式において、ω0a〜ω2a及びＲ0a〜Ｒ2a
は紙面に平行な方向（楕円型ビームの長軸であり、図１
の平面ミラー２２に垂直な方向）における値を示し、ω
0b〜ω2b及びＲ0b〜Ｒ2bは紙面に垂直な方向（楕円型ビ
ームの短軸であり、平面ミラー２２に平行な方向）にお
ける値を示す。
は紙面に平行な方向（楕円型ビームの長軸であり、図１
の平面ミラー２２に垂直な方向）における値を示し、ω
0b〜ω2b及びＲ0b〜Ｒ2bは紙面に垂直な方向（楕円型ビ
ームの短軸であり、平面ミラー２２に平行な方向）にお
ける値を示す。
【００２８】上記（１）、（２）で求めた値を代入する
と、結合効率はｋ＝７１．９％となる。
と、結合効率はｋ＝７１．９％となる。
【００２９】
【実施例】図１には本発明を第２高調波発生装置に適用
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置等にも適用することができる。
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置等にも適用することができる。
【００３０】この第２高調波発生装置１２はレーザ光源
としてのＬＤ１３、コリメートレンズ１４、モードマッ
チングレンズ１５、モノリシック型共振器１６が順次配
列されて構成されている。ＬＤ１２はこの実施例では、
波長８６０ｎｍ、単一縦、単一横モードで、放射角の縦
横比１：１／３で、非点収差の少ない基本波を出射する
ものが用いられている。縦横比１：１／３での共振器形
状に対する結合効率の計算結果（図３参照）より、計算
では共振器形状を（Ｌ，Ｒ）＝（７ｍｍ，５ｍｍ）、内
部反射角を２２．４゜にしたとき、結合効率は最高で８
８．４％となる。図中１７はＫＮｂＯ3 結晶からなる非
線形光学材料、１８はＬＤからの基本波、１９は第２高
調波、２０は基本波の入射側の球面ミラー、２１は高調
波の出射側の球面ミラー、２２は基本波と高調波に対す
る全反射面である平面ミラー、θ1 は共振器内の球面ミ
ラー２０及び２１における基本波の反射角（入射角にも
等しい）である内部反射角である。
としてのＬＤ１３、コリメートレンズ１４、モードマッ
チングレンズ１５、モノリシック型共振器１６が順次配
列されて構成されている。ＬＤ１２はこの実施例では、
波長８６０ｎｍ、単一縦、単一横モードで、放射角の縦
横比１：１／３で、非点収差の少ない基本波を出射する
ものが用いられている。縦横比１：１／３での共振器形
状に対する結合効率の計算結果（図３参照）より、計算
では共振器形状を（Ｌ，Ｒ）＝（７ｍｍ，５ｍｍ）、内
部反射角を２２．４゜にしたとき、結合効率は最高で８
８．４％となる。図中１７はＫＮｂＯ3 結晶からなる非
線形光学材料、１８はＬＤからの基本波、１９は第２高
調波、２０は基本波の入射側の球面ミラー、２１は高調
波の出射側の球面ミラー、２２は基本波と高調波に対す
る全反射面である平面ミラー、θ1 は共振器内の球面ミ
ラー２０及び２１における基本波の反射角（入射角にも
等しい）である内部反射角である。
【００３１】したがって、本発明の高調波発生装置を情
報検出用光源として用いて、光記録媒体の情報読み取り
装置を構成した場合には、記録密度の高い装置を得るこ
とができるばかりでなく、アナモルフィックプリズムペ
ア等の光学部品も必要でなくなるので、装置の小型化及
びコストの低減化を図ることが可能である。
報検出用光源として用いて、光記録媒体の情報読み取り
装置を構成した場合には、記録密度の高い装置を得るこ
とができるばかりでなく、アナモルフィックプリズムペ
ア等の光学部品も必要でなくなるので、装置の小型化及
びコストの低減化を図ることが可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＬＤのビームの放射角が縦横（長軸と短軸）で異なって
いても、共振器の形状あるいは基本波の内部反射角を最
適に選ぶことによって、アナモルフィックプリズムペア
等の特別な光学系を必要とせずに高い変換効率を得るこ
とができる。
ＬＤのビームの放射角が縦横（長軸と短軸）で異なって
いても、共振器の形状あるいは基本波の内部反射角を最
適に選ぶことによって、アナモルフィックプリズムペア
等の特別な光学系を必要とせずに高い変換効率を得るこ
とができる。
【図１】本発明の第２高調波発生装置の一実施例を示す
側面図。
側面図。
【図２】従来の第２高調波発生装置の一例を示す側面
図。
図。
【図３】種々の共振器の形状に対する結合効率の変化
（ＬＤのビーム縦横比は１：１／３で一定）を示すグラ
フ。
（ＬＤのビーム縦横比は１：１／３で一定）を示すグラ
フ。
【図４】種々の共振器の形状に対する結合効率の変化
（ＬＤのビーム縦横比は１：１／４で一定）を示すグラ
フ。
（ＬＤのビーム縦横比は１：１／４で一定）を示すグラ
フ。
【図５】種々のＬＤのビーム縦横比に対する結合効率の
変化（共振器の形状は（Ｌ，Ｒ）＝（７ｍｍ，５ｍｍ）
で一定）を示すグラフ。
変化（共振器の形状は（Ｌ，Ｒ）＝（７ｍｍ，５ｍｍ）
で一定）を示すグラフ。
１２ 第２高調波発生装置 １３ 半導体レーザ（ＬＤ） １４ コリメートレンズ １５ モードマッチングレンズ １６ モノリシック共振器 １７ 非線形光学材料 １８ 基本波 １９ 第２高調波 ２０ 球面ミラー（入射側） ２１ 球面ミラー（出射側） ２２ 平面ミラー（全反射面）
Claims (1)
- 【請求項１】対面する２曲面と１平面間で基本波を内部
で三角状にリング共振させる非線形光学材料を含むモノ
リシック型共振器を備えた高調波発生装置において、前
記非線形光学材料の対面する２曲面における基本波の内
部反射角をθ1 、非線形光学材料の対面する２曲面間の
最大距離をＬ、前記１平面とそれに対面する面間の距離
をＲとしたとき、Ｌ／Ｒ≧１．２５、θ1 ≧１０°であ
り、楕円型断面のビーム形状を有する入射基本波の楕円
の長軸と短軸の比が長軸／短軸≧２であり、前記楕円の
長軸が前記１平面に垂直な方向とされ、短軸が前記１平
面に平行な方向とされていることを特徴とする高調波発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28931191A JPH05100272A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28931191A JPH05100272A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05100272A true JPH05100272A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17741543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28931191A Withdrawn JPH05100272A (ja) | 1991-10-08 | 1991-10-08 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05100272A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5290958B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2013-09-18 | パナソニック株式会社 | レーザ波長変換装置 |
-
1991
- 1991-10-08 JP JP28931191A patent/JPH05100272A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5290958B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2013-09-18 | パナソニック株式会社 | レーザ波長変換装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |