JPH05299751A - レーザーダイオードポンピング固体レーザー - Google Patents
レーザーダイオードポンピング固体レーザーInfo
- Publication number
- JPH05299751A JPH05299751A JP9757092A JP9757092A JPH05299751A JP H05299751 A JPH05299751 A JP H05299751A JP 9757092 A JP9757092 A JP 9757092A JP 9757092 A JP9757092 A JP 9757092A JP H05299751 A JPH05299751 A JP H05299751A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- crystal
- solid
- state laser
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体レーザー媒質を半導体レーザーによって
ポンピングして得られた固体レーザービームを、固体レ
ーザー媒質に対向配置した非線形光学結晶に入射させて
波長変換し、この固体レーザー媒質と非線形光学結晶の
各外側の端面を共振器ミラー面としたレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーにおいて、高い波長変換効率
の下に、出力の安定した波長変換波を得る。 【構成】 固体レーザー媒質であるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
13に対向させて非線形光学結晶であるＬＴ結晶14を配置
し、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13から発せられたレーザービー
ム15を第２高調波17に波長変換する。そしてＬＴ結晶14
には、上記レーザービーム15とその第２高調波17とを疑
似位相整合させる周期ドメイン反転構造20を形成する。
ポンピングして得られた固体レーザービームを、固体レ
ーザー媒質に対向配置した非線形光学結晶に入射させて
波長変換し、この固体レーザー媒質と非線形光学結晶の
各外側の端面を共振器ミラー面としたレーザーダイオー
ドポンピング固体レーザーにおいて、高い波長変換効率
の下に、出力の安定した波長変換波を得る。 【構成】 固体レーザー媒質であるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
13に対向させて非線形光学結晶であるＬＴ結晶14を配置
し、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13から発せられたレーザービー
ム15を第２高調波17に波長変換する。そしてＬＴ結晶14
には、上記レーザービーム15とその第２高調波17とを疑
似位相整合させる周期ドメイン反転構造20を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザー媒質を半
導体レーザー（レーザーダイオード）によってポンピン
グするレーザーダイオードポンピング固体レーザーに関
し、特に詳細には、固体レーザー媒質と対向させて非線
形光学結晶が配設され、固体レーザー発振ビームをその
第２高調波等に波長変換するレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーに関するものである。
導体レーザー（レーザーダイオード）によってポンピン
グするレーザーダイオードポンピング固体レーザーに関
し、特に詳細には、固体レーザー媒質と対向させて非線
形光学結晶が配設され、固体レーザー発振ビームをその
第２高調波等に波長変換するレーザーダイオードポンピ
ング固体レーザーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば特開昭62-189783 号公報に示され
るように、ネオジウム（Ｎｄ）等の希土類がドーピング
された固体レーザー媒質を、半導体レーザーによってポ
ンピングするレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーが公知となっている。なお上記の固体レーザー媒質と
しては、例えばＹＶＯ4 、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）等
の常磁性体イオン結晶にＮｄをドーピングしたものが広
く用いられている。
るように、ネオジウム（Ｎｄ）等の希土類がドーピング
された固体レーザー媒質を、半導体レーザーによってポ
ンピングするレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーが公知となっている。なお上記の固体レーザー媒質と
しては、例えばＹＶＯ4 、ＹＡＧ（Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12）等
の常磁性体イオン結晶にＮｄをドーピングしたものが広
く用いられている。
【０００３】一方この種のレーザーダイオードポンピン
グ固体レーザーにおいては、例えば特開平2-77181 号公
報や「レーザー研究」第１８巻、第８号（1990）ｐ．94
〜ｐ．99に示されるように、より短波長のレーザー光を
得るために、その共振器内に、固体レーザー発振ビーム
を波長変換する非線形光学材料の結晶を配設して、固体
レーザー発振ビームを第２高調波等に波長変換すること
も広く行なわれている。
グ固体レーザーにおいては、例えば特開平2-77181 号公
報や「レーザー研究」第１８巻、第８号（1990）ｐ．94
〜ｐ．99に示されるように、より短波長のレーザー光を
得るために、その共振器内に、固体レーザー発振ビーム
を波長変換する非線形光学材料の結晶を配設して、固体
レーザー発振ビームを第２高調波等に波長変換すること
も広く行なわれている。
【０００４】そしてこのような波長変換機能を備えたレ
ーザーダイオードポンピング固体レーザーをよりコンパ
クトに形成することを目的として、例えば本出願人によ
る特願平3-46896 号明細書に示されるように、固体レー
ザー媒質と非線形光学結晶とを相対向する状態に配置
し、固体レーザー媒質の非線形光学結晶と反対側の端面
と、非線形光学結晶の固体レーザー媒質と反対側の端面
とを固体レーザーの共振器ミラー面とすることが提案さ
れている。
ーザーダイオードポンピング固体レーザーをよりコンパ
クトに形成することを目的として、例えば本出願人によ
る特願平3-46896 号明細書に示されるように、固体レー
ザー媒質と非線形光学結晶とを相対向する状態に配置
し、固体レーザー媒質の非線形光学結晶と反対側の端面
と、非線形光学結晶の固体レーザー媒質と反対側の端面
とを固体レーザーの共振器ミラー面とすることが提案さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の固体レーザ
ーは、確かにコンパクトに形成可能となっているが、そ
の半面、波長変換効率が低いという問題点があった。ま
たこの従来のレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーは、ＫＴＰ等の非線形光学結晶における光の位相差が
温度に応じて変化するので、それを抑えて出力を安定化
するために、0.1℃以下という厳しい許容範囲内で極め
て精度良く温度調節しなければならず、高価な温調手段
が必要になるという問題も有している。
ーは、確かにコンパクトに形成可能となっているが、そ
の半面、波長変換効率が低いという問題点があった。ま
たこの従来のレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーは、ＫＴＰ等の非線形光学結晶における光の位相差が
温度に応じて変化するので、それを抑えて出力を安定化
するために、0.1℃以下という厳しい許容範囲内で極め
て精度良く温度調節しなければならず、高価な温調手段
が必要になるという問題も有している。
【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、高い波長変換効率の下に出力の安定した波長変
換波を得ることができ、しかも安価に形成可能なレーザ
ーダイオードポンピング固体レーザーを提供することを
目的とするものである。
であり、高い波長変換効率の下に出力の安定した波長変
換波を得ることができ、しかも安価に形成可能なレーザ
ーダイオードポンピング固体レーザーを提供することを
目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーは、Ｎｄ等の希土類が添加
された固体レーザー媒質を、半導体レーザーによってポ
ンピングするレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーにおいて、前述したように固体レーザー媒質と対向さ
せて、そこから発せられたレーザービームを波長変換す
る非線形光学結晶を配置し、固体レーザー媒質の非線形
光学結晶と反対側の端面と、非線形光学結晶の固体レー
ザー媒質と反対側の端面とを固体レーザーの共振器ミラ
ー面とした上で、非線形光学結晶に、固体レーザー媒質
から発せられた基本波としてのレーザービームとその波
長変換波とを位相整合させる周期ドメイン反転構造を形
成したことを特徴とするものである。
ードポンピング固体レーザーは、Ｎｄ等の希土類が添加
された固体レーザー媒質を、半導体レーザーによってポ
ンピングするレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーにおいて、前述したように固体レーザー媒質と対向さ
せて、そこから発せられたレーザービームを波長変換す
る非線形光学結晶を配置し、固体レーザー媒質の非線形
光学結晶と反対側の端面と、非線形光学結晶の固体レー
ザー媒質と反対側の端面とを固体レーザーの共振器ミラ
ー面とした上で、非線形光学結晶に、固体レーザー媒質
から発せられた基本波としてのレーザービームとその波
長変換波とを位相整合させる周期ドメイン反転構造を形
成したことを特徴とするものである。
【０００８】なお、より具体的に上記周期ドメイン反転
構造は、例えば固体レーザー媒質から発せられたレーザ
ービームとその第２高調波とを位相整合させるように、
あるいは上記レーザービームおよびポンピング光（半導
体レーザービーム）とそれらの和周波とを位相整合させ
るように形成される。
構造は、例えば固体レーザー媒質から発せられたレーザ
ービームとその第２高調波とを位相整合させるように、
あるいは上記レーザービームおよびポンピング光（半導
体レーザービーム）とそれらの和周波とを位相整合させ
るように形成される。
【０００９】
【作用および発明の効果】上記構成における周期ドメイ
ン反転構造とは、非線形光学効果を有する強誘電体の自
発分極（ドメイン）を周期的に反転させた構造である。
このような周期ドメイン反転構造を有する非線形光学材
料の結晶を用いて、基本波を第２高調波に波長変換する
方法が既にＢleombergenらによって提案されている（Ｐ
hys.Ｒev.,vol.127,Ｎo.６，1918（1962）参照）。この
方法においては、ドメイン反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／｛β（２ω）−２β（ω）｝ ……(1) ただしβ（２ω）は第２高調波の伝搬定数 ２β（ω）は基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定することで、基本波と第２高調波との位相整合（い
わゆる疑似位相整合）を取ることができる。周期ドメイ
ン反転構造を備えない非線形光学材料のバルク結晶を用
いて波長変換する場合は、位相整合する波長が結晶固有
の特定波長に限られるが、上記の方法によれば、任意の
波長に対して(1) を満足する周期Λを選択することによ
り、効率良く位相整合（いわゆる疑似位相整合）を取る
ことが可能となる。
ン反転構造とは、非線形光学効果を有する強誘電体の自
発分極（ドメイン）を周期的に反転させた構造である。
このような周期ドメイン反転構造を有する非線形光学材
料の結晶を用いて、基本波を第２高調波に波長変換する
方法が既にＢleombergenらによって提案されている（Ｐ
hys.Ｒev.,vol.127,Ｎo.６，1918（1962）参照）。この
方法においては、ドメイン反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／｛β（２ω）−２β（ω）｝ ……(1) ただしβ（２ω）は第２高調波の伝搬定数 ２β（ω）は基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定することで、基本波と第２高調波との位相整合（い
わゆる疑似位相整合）を取ることができる。周期ドメイ
ン反転構造を備えない非線形光学材料のバルク結晶を用
いて波長変換する場合は、位相整合する波長が結晶固有
の特定波長に限られるが、上記の方法によれば、任意の
波長に対して(1) を満足する周期Λを選択することによ
り、効率良く位相整合（いわゆる疑似位相整合）を取る
ことが可能となる。
【００１０】また、ポンピング光を第１の基本波とし、
固体レーザービームを第２の基本波としてそれらの和周
波を発生させる場合は、ドメイン反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／［β（ω3 ）−｛β（ω1 ）＋β（ω2 ）｝］ ただしβ（ω3 ）は和周波の伝搬定数 β（ω1 ）は第１の基本波の伝搬定数 β（ω2 ）は第２の基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定すれば、２つの基本波と和周波との間で良好に位相
整合が取られる。
固体レーザービームを第２の基本波としてそれらの和周
波を発生させる場合は、ドメイン反転部の周期Λを、 Λｃ＝２π／［β（ω3 ）−｛β（ω1 ）＋β（ω2 ）｝］ ただしβ（ω3 ）は和周波の伝搬定数 β（ω1 ）は第１の基本波の伝搬定数 β（ω2 ）は第２の基本波の伝搬定数 で与えられるコヒーレント長Λｃの整数倍になるように
設定すれば、２つの基本波と和周波との間で良好に位相
整合が取られる。
【００１１】本発明のレーザーダイオードポンピング固
体レーザーにおいては、非線形光学結晶に上記のような
周期ドメイン反転構造を形成したことにより、基本波と
波長変換波との間で効率良く位相整合を取ることが可能
となる。
体レーザーにおいては、非線形光学結晶に上記のような
周期ドメイン反転構造を形成したことにより、基本波と
波長変換波との間で効率良く位相整合を取ることが可能
となる。
【００１２】そして、非線形光学結晶の周期ドメイン反
転構造に基本波を入射させて波長変換する際には、非線
形光学定数はかなり大きい値となる。例えば、従来より
代表的な非線形光学結晶として知られているＫＴＰの非
線形光学定数はｄ24＝７ｐｍ／Ｖであるのに対し、周期
ドメイン反転構造を有するＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 、Ｌｉ
ＴａＯ3 、ＫＮｂＯ3 、ＫＴＰの実効的非線形光学定数
（ｄ33×２／π）はそれぞれ２０ｐｍ／Ｖ、１６ｐｍ／
Ｖ、１７ｐｍ／Ｖ、９ｐｍ／Ｖにも達する。そこで上記
構成によれば、周期ドメイン反転構造を備えない従来装
置と比べてより高い波長変換効率が得られるようにな
る。
転構造に基本波を入射させて波長変換する際には、非線
形光学定数はかなり大きい値となる。例えば、従来より
代表的な非線形光学結晶として知られているＫＴＰの非
線形光学定数はｄ24＝７ｐｍ／Ｖであるのに対し、周期
ドメイン反転構造を有するＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 、Ｌｉ
ＴａＯ3 、ＫＮｂＯ3 、ＫＴＰの実効的非線形光学定数
（ｄ33×２／π）はそれぞれ２０ｐｍ／Ｖ、１６ｐｍ／
Ｖ、１７ｐｍ／Ｖ、９ｐｍ／Ｖにも達する。そこで上記
構成によれば、周期ドメイン反転構造を備えない従来装
置と比べてより高い波長変換効率が得られるようにな
る。
【００１３】また、周期ドメイン反転構造を有する非線
形光学結晶において、基本波と波長変換波との位相整合
を取る上での温度許容範囲は通常かなり大きく、十数℃
に達することもある。したがって、位相整合を取るため
に非線形光学結晶を極めて精度良く温度調節する高価な
手段は不要となり、この温度調節を行なう手段をポンピ
ング源の半導体レーザー用のそれと共用化することも可
能となり、装置のコストダウンが実現される。
形光学結晶において、基本波と波長変換波との位相整合
を取る上での温度許容範囲は通常かなり大きく、十数℃
に達することもある。したがって、位相整合を取るため
に非線形光学結晶を極めて精度良く温度調節する高価な
手段は不要となり、この温度調節を行なう手段をポンピ
ング源の半導体レーザー用のそれと共用化することも可
能となり、装置のコストダウンが実現される。
【００１４】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１５】＜第１実施例＞図１は、本発明の第１実施
例のレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示す
ものである。このレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーは、ポンピング光としてのレーザービーム10を発
する半導体レーザー（フェーズドアレイレーザー）11
と、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザ
ー媒質であるＹＶＯ4 結晶（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶
と称する）13と、このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の前方側
（図中右方側）の端面に密着固定されたＬｉＴａＯ3 結
晶（以下、ＬＴ結晶と称する）14とからなる。
例のレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示す
ものである。このレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーは、ポンピング光としてのレーザービーム10を発
する半導体レーザー（フェーズドアレイレーザー）11
と、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザ
ー媒質であるＹＶＯ4 結晶（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶
と称する）13と、このＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の前方側
（図中右方側）の端面に密着固定されたＬｉＴａＯ3 結
晶（以下、ＬＴ結晶と称する）14とからなる。
【００１６】非線形光学結晶である上記ＬＴ結晶14は、
その最も大きい非線形光学定数ｄ33が有効に利用できる
ように、ｚ軸と平行な面が光通過面となるように研磨さ
れている。そしてこのＬＴ結晶14には、ドメイン反転部
が光通過方向に周期的に並んだ周期ドメイン反転構造20
が形成されている。この周期ドメイン反転構造20は、単
分極化されたＬＴ結晶14に一例として電子ビーム描画装
置により電子線を照射して、所定周期パターンを描画す
る等により作成することができる。本実施例においてこ
の周期ドメイン反転構造20の周期Λは、８μｍとされて
いる。
その最も大きい非線形光学定数ｄ33が有効に利用できる
ように、ｚ軸と平行な面が光通過面となるように研磨さ
れている。そしてこのＬＴ結晶14には、ドメイン反転部
が光通過方向に周期的に並んだ周期ドメイン反転構造20
が形成されている。この周期ドメイン反転構造20は、単
分極化されたＬＴ結晶14に一例として電子ビーム描画装
置により電子線を照射して、所定周期パターンを描画す
る等により作成することができる。本実施例においてこ
の周期ドメイン反転構造20の周期Λは、８μｍとされて
いる。
【００１７】ＬＴ結晶14を固定したＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
13と半導体レーザー11とは一体的にヒートシンク（銅ブ
ロック）12に固定され、このヒートシンク12が、ペルチ
ェ素子等からなるＴＥクーラー19上に固定されている。
そしてこのＴＥクーラー19が図示しない駆動回路によっ
て駆動され、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13とＬＴ結晶14と半導
体レーザー11とが常時所定温度に保たれる。
13と半導体レーザー11とは一体的にヒートシンク（銅ブ
ロック）12に固定され、このヒートシンク12が、ペルチ
ェ素子等からなるＴＥクーラー19上に固定されている。
そしてこのＴＥクーラー19が図示しない駆動回路によっ
て駆動され、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13とＬＴ結晶14と半導
体レーザー11とが常時所定温度に保たれる。
【００１８】半導体レーザー11としては、波長λ1 ＝80
9 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用いられてい
る。Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13は、ドーピングされているネ
オジウム原子がレーザービーム10によって励起されるこ
とにより波長λ2 ＝1064ｎｍのレーザービーム15を発す
る。ＬＴ結晶14はこのレーザービーム15を波長λ3 ＝λ
2 ／２＝532 ｎｍの緑色の第２高調波17に波長変換す
る。
9 ｎｍのレーザービーム10を発するものが用いられてい
る。Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13は、ドーピングされているネ
オジウム原子がレーザービーム10によって励起されるこ
とにより波長λ2 ＝1064ｎｍのレーザービーム15を発す
る。ＬＴ結晶14はこのレーザービーム15を波長λ3 ＝λ
2 ／２＝532 ｎｍの緑色の第２高調波17に波長変換す
る。
【００１９】ここで固体レーザーの共振器は、Ｎｄ：Ｙ
ＶＯ4 結晶13およびＬＴ結晶14によって形成されてい
る。すなわちＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13のＬＴ結晶14と反対
側の端面13ａ、およびＬＴ結晶14のＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
13と反対側の端面14ａにはそれぞれ、波長λ1 ＝809 ｎ
ｍ、λ2 ＝1064ｎｍ、λ3 ＝532 ｎｍに対して下記の特
性を有するコーティング16、18が施されて、これらの端
面13ａ、14ａが共振器ミラー面とされている。なおＡＲ
は無反射（透過率99％以上）、ＨＲは高反射（反射率9
9.9％以上）を示す。
ＶＯ4 結晶13およびＬＴ結晶14によって形成されてい
る。すなわちＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13のＬＴ結晶14と反対
側の端面13ａ、およびＬＴ結晶14のＮｄ：ＹＶＯ4 結晶
13と反対側の端面14ａにはそれぞれ、波長λ1 ＝809 ｎ
ｍ、λ2 ＝1064ｎｍ、λ3 ＝532 ｎｍに対して下記の特
性を有するコーティング16、18が施されて、これらの端
面13ａ、14ａが共振器ミラー面とされている。なおＡＲ
は無反射（透過率99％以上）、ＨＲは高反射（反射率9
9.9％以上）を示す。
【００２０】 λ1 ＝809 ｎｍ λ2 ＝1064ｎｍ λ3 ＝532 ｎｍ コーティング16 ＡＲ ＨＲ ＨＲ コーティング18 − ＨＲ ＡＲ 以上のようなコーティング16、18が施されているため
に、ポンピング光であるレーザービーム10は良好にＮ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶13に入射する。またレーザービーム15
は、端面13ａと14ａとの間で共振してレーザー発振す
る。そして第２高調波17は、結晶端面14ａから効率良く
前方側に出射する。
に、ポンピング光であるレーザービーム10は良好にＮ
ｄ：ＹＶＯ4 結晶13に入射する。またレーザービーム15
は、端面13ａと14ａとの間で共振してレーザー発振す
る。そして第２高調波17は、結晶端面14ａから効率良く
前方側に出射する。
【００２１】なお以上説明した構造は、通常、図２に示
すようなケース30に収納して使用される。このケース30
は電気接続用の複数のピン31および、フィルター32を備
えている。ＬＴ結晶14から出射した光は上記フィルター
32に入射し、レーザビーム10がこのフィルター32でカッ
トされて、第２高調波17のみがケース30外に取り出され
る。
すようなケース30に収納して使用される。このケース30
は電気接続用の複数のピン31および、フィルター32を備
えている。ＬＴ結晶14から出射した光は上記フィルター
32に入射し、レーザビーム10がこのフィルター32でカッ
トされて、第２高調波17のみがケース30外に取り出され
る。
【００２２】ここでＬＴ結晶14においては、前述の通り
の周期ドメイン反転構造20が形成されているので、レー
ザービーム15と第２高調波17との間で良好に位相整合
（いわゆる疑似位相整合）が取られる。また、周期ドメ
イン反転構造20を有するＬＴ結晶14の実効的非線形光学
定数ｄ33は16ｐｍ／Ｖで、ＫＴＰの非線形光学定数７ｐ
ｍ／Ｖ等と比べると極めて大きい。この差により本実施
例装置においては、周期ドメイン反転構造を備えない非
線形光学結晶を用い、そして共振器構造は本装置と同様
である従来装置と比べて、波長変換効率が著しく向上す
る。具体的に本実施例では、両結晶13および14の厚さが
それぞれ１ｍｍとされているが、半導体レーザー10の出
力を100 ｍＷとしたとき、出力10ｍＷの第２高調波17が
得られる。
の周期ドメイン反転構造20が形成されているので、レー
ザービーム15と第２高調波17との間で良好に位相整合
（いわゆる疑似位相整合）が取られる。また、周期ドメ
イン反転構造20を有するＬＴ結晶14の実効的非線形光学
定数ｄ33は16ｐｍ／Ｖで、ＫＴＰの非線形光学定数７ｐ
ｍ／Ｖ等と比べると極めて大きい。この差により本実施
例装置においては、周期ドメイン反転構造を備えない非
線形光学結晶を用い、そして共振器構造は本装置と同様
である従来装置と比べて、波長変換効率が著しく向上す
る。具体的に本実施例では、両結晶13および14の厚さが
それぞれ１ｍｍとされているが、半導体レーザー10の出
力を100 ｍＷとしたとき、出力10ｍＷの第２高調波17が
得られる。
【００２３】また上記の構造においては、基本波である
レーザービーム15と第２高調波17とを位相整合させる上
でのＬＴ結晶14の温度許容範囲は16℃と非常に広くなっ
ている。そのため、前述したように半導体レーザー11用
の温調手段を両結晶13、14用に共用化しても出力が不安
定になることがない。このように、高精度で高価の温調
手段が不要であれば、装置のコストダウンが実現され
る。
レーザービーム15と第２高調波17とを位相整合させる上
でのＬＴ結晶14の温度許容範囲は16℃と非常に広くなっ
ている。そのため、前述したように半導体レーザー11用
の温調手段を両結晶13、14用に共用化しても出力が不安
定になることがない。このように、高精度で高価の温調
手段が不要であれば、装置のコストダウンが実現され
る。
【００２４】そしてＬＴ結晶14の温度許容範囲が広いか
ら、半導体レーザー11の温度を変化させて、その発振波
長をＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の吸収帯に厳密に合わせるこ
とも可能となる。本実施例では、上記の温度許容範囲の
下で、半導体レーザー11の発振波長を約５ｎｍ変化させ
ることができる。
ら、半導体レーザー11の温度を変化させて、その発振波
長をＮｄ：ＹＶＯ4 結晶13の吸収帯に厳密に合わせるこ
とも可能となる。本実施例では、上記の温度許容範囲の
下で、半導体レーザー11の発振波長を約５ｎｍ変化させ
ることができる。
【００２５】さらに本実施例では、両結晶13、14の厚さ
がともに１ｍｍで、固体レーザーの共振器長が２ｍｍと
十分に短くなっている。そのため、レーザービーム15の
縦モードはほぼシングルモードとなり、モード競合ノイ
ズ等の発生を抑えて出力を安定化できる。
がともに１ｍｍで、固体レーザーの共振器長が２ｍｍと
十分に短くなっている。そのため、レーザービーム15の
縦モードはほぼシングルモードとなり、モード競合ノイ
ズ等の発生を抑えて出力を安定化できる。
【００２６】また本実施例では、ＬＴ結晶14が厚さ１ｍ
ｍと極めて薄く形成されているため、位相整合させる上
での基本波波長許容範囲が、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13によ
るレーザービーム15のゲイン幅（＝約0.7 ｎｍ）を上回
るようになる。したがって、基本波波長を選択するため
のエタロン等が不要になって、この点からも装置の小型
化、コストダウンが実現される。
ｍと極めて薄く形成されているため、位相整合させる上
での基本波波長許容範囲が、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶13によ
るレーザービーム15のゲイン幅（＝約0.7 ｎｍ）を上回
るようになる。したがって、基本波波長を選択するため
のエタロン等が不要になって、この点からも装置の小型
化、コストダウンが実現される。
【００２７】＜第２実施例＞図３は本発明の第２実施例
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。なおこの図３において、図１中のものと同等
の要素については同番号を付してあり、それらについて
の重複した説明は省略する。
によるレーザーダイオードポンピング固体レーザーを示
している。なおこの図３において、図１中のものと同等
の要素については同番号を付してあり、それらについて
の重複した説明は省略する。
【００２８】この第２実施例装置は第１実施例装置と比
べると、固体レーザー媒質としてＮｄ：ＹＡＧ結晶40が
用いられている点が基本的に異なり、またそれに応じて
コーティング41、42も第１実施例のコーティング16、18
とは異なるものとされている。この第２実施例装置にお
いては、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶40が、半導体レーザー11から
発せられた波長λ1 ＝809 ｎｍのレーザービーム10によ
って励起されて、波長λ2 ＝946 ｎｍのレーザービーム
43を発する。このレーザービーム43はＬＴ結晶14に入射
して、波長λ3 ＝λ2 ／２＝473 ｎｍの青色の第２高調
波44に波長変換される。
べると、固体レーザー媒質としてＮｄ：ＹＡＧ結晶40が
用いられている点が基本的に異なり、またそれに応じて
コーティング41、42も第１実施例のコーティング16、18
とは異なるものとされている。この第２実施例装置にお
いては、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶40が、半導体レーザー11から
発せられた波長λ1 ＝809 ｎｍのレーザービーム10によ
って励起されて、波長λ2 ＝946 ｎｍのレーザービーム
43を発する。このレーザービーム43はＬＴ結晶14に入射
して、波長λ3 ＝λ2 ／２＝473 ｎｍの青色の第２高調
波44に波長変換される。
【００２９】なお、コーティング41、42の、波長λ1 ＝
809 ｎｍ、λ2 ＝946 ｎｍ、λ3 ＝473 ｎｍに対する特
性は、下記の通りである。
809 ｎｍ、λ2 ＝946 ｎｍ、λ3 ＝473 ｎｍに対する特
性は、下記の通りである。
【００３０】 λ1 ＝809 ｎｍ λ2 ＝946 ｎｍ λ4 ＝473 ｎｍ コーティング41 ＡＲ ＨＲ ＨＲ コーティング42 − ＨＲ ＡＲ 上記の構成を有する本実施例装置においても、基本的に
第１実施例におけるのと同様の作用効果が得られる。
第１実施例におけるのと同様の作用効果が得られる。
【００３１】なお本発明においては、非線形光学結晶に
形成する周期ドメイン反転構造を、半導体レーザーから
発せられたレーザービーム（ポンピング光）および固体
レーザー媒質から発せられたレーザービームと、それら
の和周波とを位相整合させるように形成することも可能
である。
形成する周期ドメイン反転構造を、半導体レーザーから
発せられたレーザービーム（ポンピング光）および固体
レーザー媒質から発せられたレーザービームと、それら
の和周波とを位相整合させるように形成することも可能
である。
【００３２】また本発明において、周期ドメイン反転構
造を形成する非線形光学結晶としては、以上説明した実
施例で用いられたＬＴ結晶の他に、ＭｇＯ：ＬｉＮａＯ
3 、ＫＮｂＯ3 、ＫＴＰの結晶等を用いることもでき
る。
造を形成する非線形光学結晶としては、以上説明した実
施例で用いられたＬＴ結晶の他に、ＭｇＯ：ＬｉＮａＯ
3 、ＫＮｂＯ3 、ＫＴＰの結晶等を用いることもでき
る。
【図１】本発明の第１実施例装置の側面図
【図２】上記第１実施例装置の斜視図
【図３】本発明の第２実施例装置の側面図
10 レーザービーム（ポンピング光） 11 半導体レーザー 12 ヒートシンク 13 Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶 14 ＬＴ結晶 15、43 レーザービーム（基本波） 16、18、41、42 コーティング 17、44 第２高調波 19 ＴＥクーラー 20 周期ドメイン反転構造 40 Ｎｄ：ＹＡＧ結晶
Claims (3)
- 【請求項１】 ネオジウム等の希土類が添加された固体
レーザー媒質を、半導体レーザーによってポンピングす
るレーザーダイオードポンピング固体レーザーにおい
て、 前記固体レーザー媒質と対向させて、そこから発せられ
たレーザービームを波長変換する非線形光学結晶が配置
され、 固体レーザー媒質の非線形光学結晶と反対側の端面と、
非線形光学結晶の固体レーザー媒質と反対側の端面とが
固体レーザーの共振器ミラー面とされ、 前記非線形光学結晶に、前記レーザービームと波長変換
波とを位相整合させる周期ドメイン反転構造が形成され
ていることを特徴とするレーザーダイオードポンピング
固体レーザー。 - 【請求項２】 前記周期ドメイン反転構造が、固体レー
ザー媒質から発せられたレーザービームとその第２高調
波とを位相整合させるものであることを特徴とする請求
項１記載のレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ー。 - 【請求項３】 前記周期ドメイン反転構造が、半導体レ
ーザーから発せられたレーザービームおよび固体レーザ
ー媒質から発せられたレーザービームと、それらの和周
波とを位相整合させるものであることを特徴とする請求
項１記載のレーザーダイオードポンピング固体レーザ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9757092A JPH05299751A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9757092A JPH05299751A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299751A true JPH05299751A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14195900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9757092A Withdrawn JPH05299751A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299751A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06318757A (ja) * | 1993-04-15 | 1994-11-15 | Nec Corp | 固体レーザ |
| WO1999052015A1 (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-14 | Michael Scalora | Photonic signal frequency conversion using a photonic band gap structure |
| JP2008058947A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 波長変換レーザー装置及びこれに用いられる非線形光学結晶 |
| CN109256667A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-01-22 | 西安炬光科技股份有限公司 | 泵浦模块及具有其的固体激光器 |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP9757092A patent/JPH05299751A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06318757A (ja) * | 1993-04-15 | 1994-11-15 | Nec Corp | 固体レーザ |
| WO1999052015A1 (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-14 | Michael Scalora | Photonic signal frequency conversion using a photonic band gap structure |
| JP2008058947A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 波長変換レーザー装置及びこれに用いられる非線形光学結晶 |
| CN109256667A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-01-22 | 西安炬光科技股份有限公司 | 泵浦模块及具有其的固体激光器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zayhowski | Microchip lasers | |
| JP3997450B2 (ja) | 波長変換装置 | |
| EP0398570B1 (en) | Frequency conversion of optical radiation | |
| US5063566A (en) | Internally-doubled, composite-cavity microlaser | |
| US4879722A (en) | Generation of coherent optical radiation by optical mixing | |
| US5142542A (en) | Signal-resonant intracavity optical frequency mixing | |
| US5195104A (en) | Internally stimulated optical parametric oscillator/laser | |
| US5289491A (en) | Intracavity harmonic sub-resonator with extended phase matching range | |
| US6259711B1 (en) | Laser | |
| JP2704341B2 (ja) | 光波長変換装置 | |
| GB2254483A (en) | Frequency doubled laser. | |
| US7433373B2 (en) | Actively Q-switched laser system using quasi-phase-matched electro-optic Q-switch | |
| US5606453A (en) | Optical parametric amplifiers and oscillators pumped by tunable laser sources | |
| US8369366B2 (en) | Semiconductor laser excited solid-state laser device | |
| JP3683360B2 (ja) | 偏光制御素子および固体レーザー | |
| US20050058165A1 (en) | Laser having <100>-oriented crystal gain medium | |
| WO1998048491A2 (en) | Multi-element, single mode microchip lasers | |
| Chiang et al. | Pulsed optical parametric generation, amplification, and oscillation in monolithic periodically poled lithium niobate crystals | |
| JPH06130328A (ja) | 偏光制御素子および固体レーザー装置 | |
| JPH08116121A (ja) | 波長変換レーザー | |
| JPH05299751A (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| Ebrahimzadeh et al. | Temperature‐tuned noncritically phase‐matched picosecond LiB3O5 optical parameter oscillator | |
| JPH1041573A (ja) | レーザー発振装置 | |
| Biaggio et al. | Intracavity frequency doubling of a diode pumped nd: Yag laser using a knbo3 crystal | |
| JPH07131101A (ja) | レーザ光発生装置 |
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: 19990706 |