JPH0537064A - Solid state variable wavelength laser - Google Patents

Solid state variable wavelength laser

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JPH0537064A
JPH0537064A JP21281891A JP21281891A JPH0537064A JP H0537064 A JPH0537064 A JP H0537064A JP 21281891 A JP21281891 A JP 21281891A JP 21281891 A JP21281891 A JP 21281891A JP H0537064 A JPH0537064 A JP H0537064A
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JP
Japan
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laser
harmonic
titanium sapphire
yag
titanium
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Application number
JP21281891A
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Japanese (ja)
Inventor
Daiji Nishizawa
代治 西沢
Katsushi Inoue
克司 井上
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0537064A publication Critical patent/JPH0537064A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a laser light having an arbitrary wavelength over an entire range of 205-1100nm including a wavelength range of 550-670nm by a solid state variable wavelength laser using a titanium sapphire as a laser medium. CONSTITUTION:A second harmonic wave of a titanium sapphire laser is generated from a titanium sapphire laser basic wave to be oscillated from a titanium sapphire laser oscillator 9 by a second harmonic wave generator 17 of the titanium sapphire laser Further, a laser light having a wavelength band of 550-670nm can be generated by a difference frequency generation from a second harmonic wave of the laser and a basic wave of the laser for oscillating a difference frequency generating titanium sapphire laser oscillator 24 by a difference frequency wave generator 27.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、固体波長可変レーザー
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state wavelength tunable laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、レーザー媒質にチタンサファイ
アを用いた固体波長可変レーザー装置の一例を示し、1
は波長1064nmのレーザー光(YAGレーザー基本
波)を発振する励起用のYAGレーザー発振器、2はY
AGレーザー発振器1が発振するYAGレーザー基本波
から、 1/λ2=1/λ1+1/λ1…(1) (λ1:基本波、λ2:第2高調波)の関係(第2高調波
発生)によって波長532nmのレーザー光(YAGレ
ーザー第2高調波)を発生させるYAGレーザー第2高
調波発生器、3はYAGレーザー第2高調波発生器2に
よって発生したYAGレーザー第2高調波と、YAGレ
ーザー第2高調波発生器2において第2高調波に変換さ
れずに残ったYAGレーザー基本波のうち、YAGレー
ザー基本波成分を透過させ、YAGレーザー第2高調波
成分のみを反射させるダイクロイックミラー、4はダイ
クロイックミラー3を透過したYAGレーザー基本波を
遮断するビームダンパー、5はダイクロイックミラーに
よって反射したYAGレーザー第2高調波の一部を透過
させ、残りを反射させるハーフミラー、6はハーフミラ
ー5を透過したYAGレーザー第2高調波を収束させる
ためのレンズ、7はハーフミラー5によって反射したY
AGレーザー第2高調波を反射させる全反射ミラー、8
は全反射ミラー7によって反射したYAGレーザー第2
高調波を収束させるためのレンズである。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows an example of a solid-state wavelength tunable laser device using titanium sapphire as a laser medium.
Is a YAG laser oscillator for excitation that oscillates laser light (YAG laser fundamental wave) having a wavelength of 1064 nm, 2 is Y
From the YAG laser fundamental wave oscillated by the AG laser oscillator 1, 1 / λ 2 = 1 / λ 1 + 1 / λ 1 (1) (λ 1 : fundamental wave, λ 2 : second harmonic) relationship (second YAG laser second harmonic generator for generating laser light (YAG laser second harmonic) having a wavelength of 532 nm by means of harmonic generation), and YAG laser second harmonic generator 3 generated by the YAG laser second harmonic generator 2. And, of the YAG laser fundamental wave that has not been converted into the second harmonic wave in the YAG laser second harmonic wave generator 2, transmits the YAG laser fundamental wave component and reflects only the YAG laser second harmonic wave component. Dichroic mirror, 4 is a beam damper for blocking the YAG laser fundamental wave transmitted through the dichroic mirror 3, and 5 is a YAG laser reflected by the dichroic mirror. By transmitting a portion of the over the second harmonic, a half mirror for reflecting the remaining lens for converging the YAG laser second harmonic transmitted through the half mirror 5 6, 7 and reflected by the half mirror 5 Y
Total reflection mirror that reflects the second harmonic of the AG laser, 8
Is the second YAG laser reflected by the total reflection mirror 7.
A lens for converging harmonics.

【0003】9はチタンサファイアレーザー発振器であ
り、該チタンサファイアレーザー発振器9は、前記レン
ズ6によって収束したYAGレーザー第2高調波を反射
させ、且つ他の波長の光を透過させるダイクロイックミ
ラー11と、該ダイクロイックミラー11が反射したY
AGレーザー第2高調波が入射することにより励起さ
れ、波長670〜1100nmの光を発生する発振用チ
タンサファイアレーザーロッド10と、該発振用チタン
サファイアレーザーロッド10が発生した光を共振させ
るための共振器のフロントミラー12及びエンドミラー
13と、前記発振用チタンサファイアレーザーロッド1
0が発生する波長670〜1100nmの波長成分を有
する光のうち、特定の波長の光のみをよく透過させ、他
の波長の光を散乱させる複屈折フィルター等の波長同調
素子(波長選択素子)14と、前記エンドミラー13及
びフロントミラー12によって共振することにより一定
の光強度レベルに達して前記フロントミラー12を透過
する、670〜1100nm間の任意波長を有するチタ
ンサファイアレーザー基本波を透過させ、且つ前記レン
ズ8によって収束したYAGレーザー第2高調波を反射
させるダイクロイックミラー16と、該ダイクロイック
ミラー16が反射したYAGレーザー第2高調波が入射
することにより励起され、前記ダイクロイックミラー1
6を透過して入射するチタンサファイアレーザー基本波
の光強度を増幅する増幅用チタンサファイアレーザーロ
ッド15とを備えている。
Reference numeral 9 denotes a titanium sapphire laser oscillator. The titanium sapphire laser oscillator 9 reflects a second harmonic of the YAG laser converged by the lens 6, and transmits a dichroic mirror 11 having another wavelength. Y reflected by the dichroic mirror 11
A titanium sapphire laser rod 10 for oscillation that is excited by the incidence of the second harmonic of the AG laser to generate light having a wavelength of 670 to 1100 nm, and a resonance for resonating the light generated by the titanium sapphire laser rod 10 for oscillation. Front mirror 12 and end mirror 13 of the vessel, and the titanium sapphire laser rod for oscillation 1
A wavelength tuning element (wavelength selection element) 14 such as a birefringent filter that allows only light having a specific wavelength to pass therethrough and scatters light having other wavelengths out of light having a wavelength component of 670 to 1100 nm generated by 0. And a titanium sapphire laser fundamental wave having an arbitrary wavelength between 670 and 1100 nm, which reaches a certain light intensity level by being resonated by the end mirror 13 and the front mirror 12 and is transmitted through the front mirror 12, and The dichroic mirror 16 that reflects the second harmonic of the YAG laser converged by the lens 8 and the second harmonic of the YAG laser reflected by the dichroic mirror 16 are excited by being incident, and the dichroic mirror 1 is excited.
The titanium sapphire laser rod 15 for amplification which amplifies the light intensity of the titanium sapphire laser fundamental wave which permeate | transmits 6 and injects.

【0004】上述したチタンサファイアレーザー発振器
9では、波長同調素子14の角度を回転させることによ
り、チタンサファイアレーザー発振器9から発振される
チタンサファイアレーザー基本波の波長を、670〜1
100nmの波長域における任意の特定波長に設定でき
るようになっている。
In the titanium sapphire laser oscillator 9 described above, the wavelength of the titanium sapphire laser fundamental wave oscillated from the titanium sapphire laser oscillator 9 is set to 670 to 1 by rotating the angle of the wavelength tuning element 14.
It can be set to any specific wavelength in the wavelength range of 100 nm.

【0005】更に、17は前記チタンサファイアレーザ
ー発振器9の増幅用チタンサファイアレーザーロッド1
5により出射されたチタンサファイアレーザー基本波か
ら前記(1)式の関係によってチタンサファイアレーザ
ー第2高調波を発生させるチタンサファイアレーザー第
2高調波発生器、18はチタンサファイアレーザー第2
高調波発生器17によって発生したチタンサファイアレ
ーザー第2高調波、及びチタンサファイアレーザー第2
高調波発生器17において変換されずに残ったチタンサ
ファイアレーザー基本波から、 1/λ3=1/λ1+1/λ2…(2) (λ1:基本波、λ2:第2高調波、λ3:第3高調波)
の関係(第3高調波発生)によってチタンサファイアレ
ーザー第3高調波を発生させ、あるいは、前記チタンサ
ファイアレーザー第2高調波発生器17によって発生し
たチタンサファイアレーザー第2高調波から前記(1)
式の関係によりチタンサファイアレーザー第4高調波
(チタンサファイアレーザー第2高調波光の第2高調
波)を発生させるチタンサファイアレーザー第3高調波
発生兼第4高調波発生器である。
Further, 17 is a titanium sapphire laser rod 1 for amplifying the titanium sapphire laser oscillator 9.
5, a titanium sapphire laser second harmonic generator for generating a titanium sapphire laser second harmonic from the titanium sapphire laser fundamental wave emitted by the equation (1), and 18 a titanium sapphire laser second harmonic
Second harmonic of titanium sapphire laser generated by the harmonic generator 17, and second harmonic of titanium sapphire laser
From the titanium sapphire laser fundamental wave remaining without being converted in the harmonic generator 17, 1 / λ 3 = 1 / λ 1 + 1 / λ 2 (2) (λ 1 : fundamental wave, λ 2 : second harmonic wave) , Λ 3 : third harmonic)
(Third harmonic generation) to generate a titanium sapphire laser third harmonic, or from the titanium sapphire laser second harmonic generated by the titanium sapphire laser second harmonic generator 17 to (1) above.
It is a titanium sapphire laser third harmonic generation and fourth harmonic generator that generates a titanium sapphire laser fourth harmonic (second harmonic of titanium sapphire laser second harmonic light) according to the relation of the formula.

【0006】チタンサファイアレーザー第3高調波発生
兼第4高調波発生器18は、第3高調波発生用の非線形
光学結晶を有する結晶セル、あるいは、第4高調波発生
用の非線形光学結晶を有する結晶セルのいずれかを発生
器本体内に内装できるようになっており、前記結晶セル
を適宜交換することにより、チタンサファイアレーザー
第3高調波、あるいは、チタンサファイアレーザー第4
高調波を発生させることができる。
The titanium sapphire laser third harmonic generation / fourth harmonic generator 18 has a crystal cell having a nonlinear optical crystal for generating a third harmonic, or a nonlinear optical crystal for generating a fourth harmonic. Either of the crystal cells can be installed inside the generator body, and the titanium sapphire laser third harmonic or the titanium sapphire laser fourth can be changed by appropriately replacing the crystal cell.
Harmonics can be generated.

【0007】19はチタンサファイアレーザー第3高調
波発生兼第4高調波発生器18により変換されなかった
チタンサファイアレーザー基本波、チタンサファイアレ
ーザー第2高調波と、チタンサファイアレーザー第3高
調波発生兼第4高調波発生器18によって発生したチタ
ンサファイアレーザー第3高調波あるいはチタンサファ
イアレーザー第4高調波を分離するためのプリズムであ
る。
A titanium sapphire laser fundamental wave, a titanium sapphire laser second harmonic wave, and a titanium sapphire laser third harmonic wave, which have not been converted by the titanium sapphire laser third harmonic wave generator / fourth harmonic wave generator 18, are also generated. This is a prism for separating the titanium sapphire laser third harmonic or the titanium sapphire laser fourth harmonic generated by the fourth harmonic generator 18.

【0008】上述した固体波長可変レーザー装置では、
YAGレーザー発振器1によって波長1064nmのY
AGレーザー基本波を発振させると、YAGレーザー第
2高調波発生器2によりYAGレーザー基本波から波長
532nmのYAGレーザー第2高調波が発生し、該Y
AGレーザー第2高調波はダイクロイックミラー3によ
って反射する。
In the above-mentioned solid-state wavelength tunable laser device,
The YAG laser oscillator 1 is used for Y with a wavelength of 1064 nm.
When the AG laser fundamental wave is oscillated, the YAG laser second harmonic generator 2 generates a YAG laser second harmonic with a wavelength of 532 nm from the YAG laser fundamental wave.
The second harmonic of the AG laser is reflected by the dichroic mirror 3.

【0009】ダイクロイックミラー3によって反射され
たYAGレーザー第2高調波の一部は、ハーフミラー5
を透過し、レンズ6、ダイクロイックミラー11を経
て、励起光としてチタンサファイアレーザー発振器9の
発振用チタンサファイアレーザーロッド10へ入射し、
該発振用チタンサファイアレーザーロッド10によって
チタンサファイアレーザー基本波の元となる光が発光さ
れる。
A part of the second harmonic of the YAG laser reflected by the dichroic mirror 3 is a half mirror 5.
Through the lens 6 and the dichroic mirror 11 and enters the titanium sapphire laser rod 10 for oscillation of the titanium sapphire laser oscillator 9 as excitation light,
The oscillation source titanium sapphire laser rod 10 emits light that is the source of the titanium sapphire laser fundamental wave.

【0010】一方、ダイクロイックミラー3によって反
射したYAGレーザー第2高調波の一部は、ハーフミラ
ー5により反射し、全反射ミラー7、レンズ8を経て、
励起光としてチタンサファイアレーザー発振器9の増幅
用チタンサファイアレーザーロッド15へ入射し、該増
幅用チタンサファイアレーザーロッド15が励起され、
いま、前記チタンサファイアレーザー発振器9から波長
900nmのチタンサファイアレーザー基本波が発振さ
れたとすると、波長900nmのチタンサファイアレー
ザー基本波は、増幅用チタンサファイアレーザーロッド
15によって増幅される。
On the other hand, a part of the second harmonic of the YAG laser reflected by the dichroic mirror 3 is reflected by the half mirror 5, passes through the total reflection mirror 7 and the lens 8, and
As excitation light, it is incident on the titanium sapphire laser rod 15 for amplification of the titanium sapphire laser oscillator 9, and the titanium sapphire laser rod 15 for amplification is excited,
Now, assuming that a titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength of 900 nm is oscillated from the titanium sapphire laser oscillator 9, the titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength of 900 nm is amplified by the titanium sapphire laser rod 15 for amplification.

【0011】増幅用チタンサファイアレーザーロッド1
5によって増幅された波長900nmのチタンサファイ
アレーザー基本波は、チタンサファイアレーザー第2高
調波発生器17へ入射し、該チタンサファイアレーザー
第2高調波発生器17から、前記(1)式の関係によ
り、波長450nmのチタンサファイアレーザー第2高
調波が発生する。
Amplification titanium sapphire laser rod 1
The titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength of 900 nm amplified by 5 is incident on the titanium sapphire laser second harmonic generator 17, and from the titanium sapphire laser second harmonic generator 17, according to the relation of the above formula (1). The second harmonic of titanium sapphire laser having a wavelength of 450 nm is generated.

【0012】チタンサファイアレーザー第2高調波発生
器17により発生した波長450nmのチタンサファイ
アレーザー第2高調波と、チタンサファイアレーザー第
2高調波発生器17において変換されずに残った波長9
00nmのチタンサファイアレーザー基本波は、チタン
サファイアレーザー第3高調波発生兼第4高調波発生器
18へ入射し、該チタンサファイアレーザー第3高調波
発生兼第4高調波発生器18から、前記(2)式または
(1)式の関係により、波長300nmのチタンサファ
イアレーザー第3高調波または波長225nmのチタン
サファイアレーザー第4高調波(チタンサファイアレー
ザー第2高調波光の第2高調波)が発生する。
The second harmonic wave of titanium sapphire laser having a wavelength of 450 nm generated by the second harmonic wave generator 17 of titanium sapphire and the wavelength 9 remaining without being converted in the second harmonic wave generator of titanium sapphire laser 9
The titanium sapphire laser fundamental wave of 00 nm is incident on the titanium sapphire laser third harmonic generation / fourth harmonic generator 18, and from the titanium sapphire laser third harmonic generation / fourth harmonic generator 18, Due to the relationship of the formula 2) or the formula (1), a titanium sapphire laser third harmonic having a wavelength of 300 nm or a titanium sapphire laser fourth harmonic (a second harmonic of titanium sapphire laser second harmonic light) having a wavelength of 225 nm is generated. .

【0013】更に、チタンサファイアレーザー第3高調
波発生兼第4高調波発生器18により発生したチタンサ
ファイアレーザー第3高調波またはチタンサファイアレ
ーザー第4高調波と、チタンサファイアレーザー第3高
調波発生兼第4高調波発生器18により変換されずに残
ったチタンサファイアレーザー基本波及びチタンサファ
イアレーザー第2高調波は、プリズム19によって分離
される。
Further, the third harmonic generation of titanium sapphire laser and the third harmonic of titanium sapphire laser generated by the fourth harmonic generator 18 or the fourth harmonic of titanium sapphire laser and the third harmonic generation of titanium sapphire laser are also generated. The titanium sapphire laser fundamental wave and the titanium sapphire laser second harmonic that remain without being converted by the fourth harmonic generator 18 are separated by the prism 19.

【0014】また、上述した固体波長可変レーザー装置
では、波長同調素子14の角度を回転させて、チタンサ
ファイアレーザー発振器9から発振されるチタンサファ
イアレーザー基本波の波長を変化させると、チタンサフ
ァイアレーザー第2高調波発生器17によって、335
〜550nm域における任意波長のチタンサファイアレ
ーザー第2高調波を、また、チタンサファイアレーザー
第3高調波発生兼第4高調波発生器18によって223
〜367nm域における任意波長のチタンサファイアレ
ーザー第3高調波、もしくは205〜275nm域にお
ける任意波長のチタンサファイアレーザー第4高調波を
選択、発生させることができる。
In the above-mentioned solid-state wavelength tunable laser device, when the angle of the wavelength tuning element 14 is rotated to change the wavelength of the titanium sapphire laser fundamental wave oscillated from the titanium sapphire laser oscillator 9, the titanium sapphire laser By the second harmonic generator 17, 335
The titanium sapphire laser second harmonic wave having an arbitrary wavelength in the range of up to 550 nm is 223 by the titanium sapphire laser third harmonic wave generation / fourth harmonic wave generator 18.
It is possible to select and generate a titanium sapphire laser third harmonic having an arbitrary wavelength in the range of to 367 nm or a titanium sapphire laser fourth harmonic having an arbitrary wavelength in the range of 205 to 275 nm.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した固
体波長可変レーザー装置では、発振用チタンサファイア
レーザーロッド10、増幅用チタンサファイアレーザー
ロッド15を形成するチタンサファイアの物性によっ
て、チタンサファイアレーザー発振器9から発振するこ
とができるチタンサファイアレーザー基本波の波長が6
70〜1100nmの波長域に限られるので、チタンサ
ファイアレーザー第2高調波発生器17等により波長5
50nm以下のレーザー光を得ることはできるが、55
0〜670nmの波長域のレーザー光を得ることはでき
ない。
However, in the above-mentioned solid-state wavelength tunable laser device, the titanium sapphire laser oscillator 9 is controlled by the physical properties of the titanium sapphire forming the oscillation titanium sapphire laser rod 10 and the amplification titanium sapphire laser rod 15. The wavelength of the titanium sapphire laser fundamental wave that can oscillate is 6
Since it is limited to the wavelength range of 70 to 1100 nm, the titanium sapphire laser second harmonic generator 17 etc.
Laser light of 50 nm or less can be obtained, but 55
It is not possible to obtain laser light in the wavelength range of 0 to 670 nm.

【0016】本発明は上述した問題点を解決するもの
で、前記550〜670nmの波長域を含む205〜1
100nmの全域において任意の波長のレーザー光を得
ることができる固体波長可変レーザー装置を提供するこ
とを目的としている。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and it is 205-1 including the wavelength range of 550-670 nm.
It is an object of the present invention to provide a solid-state wavelength tunable laser device that can obtain laser light of any wavelength in the entire 100 nm range.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
した固体波長可変レーザー装置は、YAGレーザー基本
波を発振するYAGレーザー発振器1と、該YAGレー
ザー発振器1により発振されたYAGレーザー基本波か
らYAGレーザー第2高調波を発生させるYAGレーザ
ー第2高調波発生器2と、該YAGレーザー第2高調波
発生器2により発生したYAGレーザー第2高調波によ
って励起され、チタンサファイアレーザー基本波を発振
するチタンサファイアレーザー発振器9と、該チタンサ
ファイアレーザー発振器9により発振されたチタンサフ
ァイアレーザー基本波からチタンサファイアレーザー第
2高調波を発生させるチタンサファイアレーザー第2高
調波発生器17と、前記YAGレーザー第2高調波発生
器2においてYAGレーザー第2高調波に変換されなか
ったYAGレーザー基本波成分からYAGレーザー第2
高調波を発生させる差周波発生用YAGレーザー第2高
調波発生器20と、該差周波発生用YAGレーザー第2
高調波発生器20により発生したYAGレーザー第2高
調波によって励起され、チタンサファイアレーザー基本
波を発振する差周波発生用チタンサファイアレーザー発
振器24と、該差周波発生用チタンサファイアレーザー
発振器24によって発振されたチタンサファイアレーザ
ー基本波、及び前記チタンサファイアレーザー第2高調
波発生器17によって発生したチタンサファイアレーザ
ー第2高調波から、差周波レーザー光を発生させる差周
波発生器27とを備えてなるものである。
A solid-state wavelength tunable laser device according to claim 1 of the present invention is a YAG laser oscillator 1 for oscillating a YAG laser fundamental wave, and a YAG laser oscillator oscillated by the YAG laser oscillator 1. YAG laser second harmonic generator 2 for generating a YAG laser second harmonic from a wave, and a titanium sapphire laser fundamental wave excited by the YAG laser second harmonic generated by the YAG laser second harmonic generator 2. A titanium sapphire laser oscillator 9, a titanium sapphire laser second harmonic generator 17 for generating a titanium sapphire laser second harmonic from a titanium sapphire laser fundamental wave oscillated by the titanium sapphire laser oscillator 9, and the YAG YA in the laser second harmonic generator 2 YAG laser second from YAG laser fundamental wave component that is not converted into laser second harmonic
YAG laser second harmonic generator 20 for generating a harmonic, and YAG laser second harmonic for generating the difference frequency
A titanium sapphire laser oscillator 24 for generating a difference frequency, which is excited by the second harmonic of the YAG laser generated by the harmonic generator 20 and oscillates a titanium sapphire laser fundamental wave, and is oscillated by the titanium sapphire laser oscillator 24 for generating the difference frequency. And a difference frequency generator 27 for generating a difference frequency laser beam from the titanium sapphire laser fundamental wave and the titanium sapphire laser second harmonic wave generated by the titanium sapphire laser second harmonic wave generator 17. is there.

【0018】本発明の請求項2に記載した固体波長可変
レーザー装置は、YAGレーザー基本波を発振するYA
Gレーザー発振器1と、該YAGレーザー発振器1によ
り発振されたYAGレーザー基本波からYAGレーザー
第2高調波を発生させるYAGレーザー第2高調波発生
器2と、該YAGレーザー第2高調波発生器2から発生
したYAGレーザー第2高調波によって励起され、チタ
ンサファイアレーザー基本波を発振するチタンサファイ
アレーザー発振器9と、該チタンサファイアレーザー発
振器9により発振されたチタンサファイアレーザー基本
波からチタンサファイアレーザー第2高調波を発生させ
るチタンサファイアレーザー第2高調波発生器17と、
前記YAGレーザー第2高調波発生器2において第2高
調波に変換されずに残ったYAGレーザー基本波、及び
YAGレーザー第2高調波発生器2により発生したYA
Gレーザー第2高調波によって、YAGレーザー第3高
調波を発生させるYAGレーザー第3高調波発生器33
と、該YAGレーザー第3高調波発生器33により発生
したYAGレーザー第3高調波によって、光パラメトリ
ック発振レーザー光を発生させる光パラメトリック発振
器37とを備えてなるものである。
The solid-state wavelength tunable laser device according to claim 2 of the present invention is a YA that oscillates a YAG laser fundamental wave.
A G laser oscillator 1, a YAG laser second harmonic generator 2 for generating a YAG laser second harmonic from a YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 1, and a YAG laser second harmonic generator 2 Titanium sapphire laser oscillator 9 that oscillates a titanium sapphire laser fundamental wave by being excited by the YAG laser second harmonic wave generated from the titanium sapphire laser fundamental wave generated from the titanium sapphire laser oscillator 9 A titanium sapphire laser second harmonic generator 17 for generating waves,
The YAG laser fundamental wave remaining without being converted into the second harmonic wave in the YAG laser second harmonic wave generator 2, and the YA generated by the YAG laser second harmonic wave generator 2.
YAG laser third harmonic generator 33 for generating YAG laser third harmonic by G laser second harmonic
And an optical parametric oscillator 37 for generating optical parametric oscillation laser light by the YAG laser third harmonic wave generated by the YAG laser third harmonic wave generator 33.

【0019】[0019]

【作用】本発明の請求項1に記載した固体波長可変レー
ザー装置では、チタンサファイアレーザー第2高調波発
生器17によってチタンサファイアレーザー発振器9が
発振するチタンサファイアレーザー基本波からチタンサ
ファイアレーザー第2高調波を発生させ、更に差周波発
生器27によって前記チタンサファイアレーザー第2高
調波と差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器2
4が発振するチタンサファイアレーザー基本波とから、
差周波発生により550〜670nmの波長域における
任意波長のレーザー光を発生させる。
In the solid-state wavelength tunable laser device according to claim 1 of the present invention, the titanium-sapphire laser second harmonic generator causes the titanium-sapphire laser oscillator 9 to oscillate the titanium-sapphire laser fundamental wave to the titanium-sapphire laser second harmonic. And a titanium sapphire laser oscillator 2 for generating a difference frequency with the second harmonic of the titanium sapphire laser generated by the difference frequency generator 27.
From the titanium sapphire laser fundamental wave that 4 oscillates,
By generating the difference frequency, laser light of an arbitrary wavelength in the wavelength range of 550 to 670 nm is generated.

【0020】本発明の請求項2に記載した固体波長可変
レーザー装置では、YAGレーザー第3高調波発生器3
3によって、YAGレーザー発振器1が発振するYAG
レーザー基本波と、YAGレーザー第2高調波発生器2
が発生させるYAGレーザー第2高調波とから、YAG
レーザー第3高調波を発生させ、更に、光パラメトリッ
ク発振器37によって、光パラメトリック発振によりY
AGレーザー第3高調波から550〜670nmの波長
域における任意波長のレーザー光を発生させる。
In the solid-state wavelength tunable laser device according to claim 2 of the present invention, the YAG laser third harmonic generator 3 is used.
YAG laser oscillator 1 oscillates according to
Laser fundamental wave and YAG laser second harmonic generator 2
From the second harmonic of the YAG laser generated by
The third harmonic of the laser is generated, and Y is generated by the optical parametric oscillator 37 by the optical parametric oscillation.
Laser light of an arbitrary wavelength in the wavelength range of 550 to 670 nm is generated from the AG laser third harmonic.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明の請求項1に対応する実施例
を示し、図中、図3と同一の符号を付した部分は同一物
を表わしている。
FIG. 1 shows an embodiment corresponding to claim 1 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 represent the same parts.

【0023】なお、本実施例のチタンサファイアレーザ
ー発振器9では、波長同調素子14の回転角は波長75
0nmの光のみをよく透過させ、他の波長の光を散乱さ
せる角度に設定されており、チタンサファイアレーザー
発振器9は波長750nmのチタンサファイアレーザー
基本波を発振するようになっている。
In the titanium sapphire laser oscillator 9 of this embodiment, the rotation angle of the wavelength tuning element 14 is the wavelength 75.
The angle is set to allow only 0 nm light to pass through well and to scatter light of other wavelengths, and the titanium sapphire laser oscillator 9 oscillates a titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength of 750 nm.

【0024】従って、チタンサファイアレーザー第2高
調波発生器17からは前記(1)式の関係により波長3
75nmのチタンサファイアレーザー第2高調波が発生
するようになっている。
Therefore, from the titanium sapphire laser second harmonic generator 17, the wavelength 3
A 75 nm titanium sapphire laser second harmonic is generated.

【0025】20はダイクロイックミラー3を透過した
波長1064nmのYAGレーザー基本波から、YAG
レーザー第2高調波発生器2と同様に、前記(1)式の
関係によって波長532nmのレーザー光(YAGレー
ザー第2高調波)を発生させる差周波発生用YAGレー
ザー第2高調波発生器、21は差周波発生用YAGレー
ザー第2高調波発生器20において第2高調波に変換さ
れずに残ったYAGレーザー基本波と、差周波発生用Y
AGレーザー第2高調波発生器20によって発生したY
AGレーザー第2高調波のうち、YAGレーザー基本波
成分を透過させ、YAGレーザー第2高調波成分のみを
反射させるダイクロイックミラー、22はダイクロイッ
クミラー21を透過したYAGレーザー基本波を遮断す
るビームダンパー、23はダイクロイックミラー21に
よって反射したYAGレーザー第2高調波を収束させる
ためのレンズである。
Reference numeral 20 denotes a YAG laser fundamental wave having a wavelength of 1064 nm which is transmitted through the dichroic mirror 3 and
Similar to the laser second harmonic generator 2, a YAG laser second harmonic generator for generating a difference frequency for generating laser light (YAG laser second harmonic) having a wavelength of 532 nm according to the relationship of the above formula (1), 21 Is the YAG laser fundamental wave that remains without being converted into the second harmonic in the YAG laser second harmonic generator 20 for generating the difference frequency, and the YAG laser second harmonic for generating the difference frequency.
Y generated by the AG laser second harmonic generator 20
Of the second harmonics of the AG laser, a dichroic mirror that transmits the YAG laser fundamental wave component and reflects only the YAG laser second harmonic component, 22 is a beam damper that blocks the YAG laser fundamental wave that has passed through the dichroic mirror 21, Reference numeral 23 is a lens for converging the second harmonic of the YAG laser reflected by the dichroic mirror 21.

【0026】24は差周波発生用チタンサファイアレー
ザー発振器であり、該差周波発生用チタンサファイアレ
ーザー発振器24は、前記レンズ23によって収束した
YAGレーザー第2高調波を反射させ、且つ他の波長の
光を透過させるダイクロイックミラー41と、該ダイク
ロイックミラー41が反射したYAGレーザー第2高調
波が入射することにより励起され、波長670〜110
0nmの光を発生するチタンサファイアレーザーロッド
42と、該チタンサファイアレーザーロッド42が発生
した光を共振させるための共振器のフロントミラー43
及びエンドミラー44と、前記チタンサファイアレーザ
ーロッド42が発生する波長670〜1100nmの波
長成分を有する光のうち、特定の波長の光のみをよく透
過させ、他の波長の光を散乱させる複屈折フィルター等
の波長同調素子45とを備えている。
Reference numeral 24 denotes a titanium sapphire laser oscillator for generating a difference frequency. The titanium sapphire laser oscillator for generating a difference frequency 24 reflects the second harmonic of the YAG laser converged by the lens 23 and emits light of another wavelength. And a YAG laser second harmonic reflected by the dichroic mirror 41 are incident on the dichroic mirror 41 and the wavelengths of 670 to 110 are excited.
A titanium sapphire laser rod 42 that emits 0 nm light, and a front mirror 43 of a resonator for resonating the light generated by the titanium sapphire laser rod 42.
And a birefringent filter which transmits only light of a specific wavelength and scatters light of other wavelengths among light having a wavelength component of 670 to 1100 nm generated by the titanium sapphire laser rod 42 and the end mirror 44. And a wavelength tuning element 45 such as.

【0027】上述した差周波発生用チタンサファイアレ
ーザー発振器24では、波長同調素子45の角度を回転
させることにより、チタンサファイアレーザー発振器2
4から発振されるチタンサファイアレーザー基本波の波
長を、670〜1100nmの波長域における任意の特
定波長に設定できるようになっており、本実施例では、
差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器24は、
波長930nmのチタンサファイアレーザー基本波を発
振するようになっている。
In the titanium sapphire laser oscillator 24 for generating the difference frequency described above, the titanium sapphire laser oscillator 2 is rotated by rotating the angle of the wavelength tuning element 45.
The wavelength of the titanium sapphire laser fundamental wave oscillated from 4 can be set to any specific wavelength in the wavelength range of 670 to 1100 nm. In this embodiment,
The titanium sapphire laser oscillator 24 for generating a difference frequency is
A titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength of 930 nm is oscillated.

【0028】25はチタンサファイアレーザー第2高調
波発生器17とチタンサファイアレーザー第3高調波発
生兼第4高調波発生器18との間に着脱自在に取付けら
れ、装着時においては、チタンサファイアレーザー第2
高調波発生器17において第2高調波に変換されずに残
った750nmのチタンサファイアレーザー基本波と、
チタンサファイアレーザー第2高調波発生器17によっ
て発生した波長375nmのチタンサファイアレーザー
第2高調波のうち、チタンサファイアレーザー基本波成
分を透過させ、チタンサファイアレーザー第2高調波成
分のみを反射するダイクロイックミラー、26はダイク
ロイックミラー25によって反射したチタンサファイア
レーザー第2高調波を反射し、また、差周波発生用チタ
ンサファイアレーザー発振器24が発振する波長930
nmのチタンサファイアレーザー基本波を透過させるダ
イクロイックミラー、27はダイクロイックミラー26
によって反射したチタンサファイアレーザー第2高調波
と、ダイクロイックミラー26を透過した前記チタンサ
ファイアレーザー基本波から、 1/λ6=1/λ5−1/λ4…(3) (λ6:差周波、λ4:光波1、λ5:光波2、但しλ4
λ5)の関係(差周波発生)によって波長628nmの
レーザー光を発生させる差周波発生器、28は差周波発
生器27において変換されずに残った波長375nmの
チタンサファイアレーザー第2高調波(光波2)、波長
930nmのチタンサファイアレーザー基本波(光波
1)と、差周波発生器27により発生した波長628n
mの差周波レーザー光を分離するためのペリンブロカプ
リズムである。
Numeral 25 is detachably mounted between the titanium sapphire laser second harmonic generator 17 and the titanium sapphire laser third harmonic generation / fourth harmonic generator 18, and at the time of mounting, the titanium sapphire laser. Second
A 750 nm titanium sapphire laser fundamental wave that remains without being converted to the second harmonic in the harmonic generator 17;
Of the titanium sapphire laser second harmonics generated by the titanium sapphire laser second harmonic generator 17, the titanium sapphire laser fundamental wave component is transmitted, and only the titanium sapphire laser second harmonic component is reflected. , 26 reflect the second harmonic of the titanium sapphire laser reflected by the dichroic mirror 25, and the wavelength 930 at which the titanium sapphire laser oscillator 24 for generating a difference frequency oscillates.
nm titanium sapphire laser fundamental wave transmitting dichroic mirror, 27 is dichroic mirror 26
From the second harmonic of the titanium sapphire laser reflected by and the fundamental wave of the titanium sapphire laser transmitted through the dichroic mirror 26, 1 / λ 6 = 1 / λ 5 −1 / λ 4 (3) (λ 6 : difference frequency , Λ 4 : light wave 1, λ 5 : light wave 2, where λ 4 >
A difference frequency generator for generating a laser beam having a wavelength of 628 nm according to the relationship of λ 5 (difference frequency generation), 28 is a titanium sapphire laser second harmonic wave (light wave) having a wavelength of 375 nm left unconverted in the difference frequency generator 27. 2), the titanium sapphire laser fundamental wave (light wave 1) having a wavelength of 930 nm, and the wavelength 628n generated by the difference frequency generator 27
It is a Perimbroka prism for separating m difference frequency laser light.

【0029】なお、図1に示す固体波長可変レーザー装
置では、ダイクロイックミラー3と差周波発生用YAG
レーザー第2高調波発生器20との間にビームダンパー
4を配置することができるようになっている。
In the solid-state wavelength tunable laser device shown in FIG. 1, the dichroic mirror 3 and the YAG for generating the difference frequency are used.
The beam damper 4 can be disposed between the laser second harmonic generator 20 and the laser second harmonic generator 20.

【0030】以下、本実施例の作動を説明する。The operation of this embodiment will be described below.

【0031】波長628nmのレーザー光を得るときに
は、チタンサファイアレーザー第2高調波発生器17
と、チタンサファイアレーザー第3高調波発生兼第4高
調波発生器18との間に、ダイクロイックミラー25を
装着しておく。
When obtaining a laser beam having a wavelength of 628 nm, a titanium sapphire laser second harmonic generator 17 is used.
And the titanium sapphire laser third harmonic generation and fourth harmonic generator 18 are mounted with a dichroic mirror 25.

【0032】この状態でYAGレーザー発振器1によっ
て波長1064nmのYAGレーザー基本波を発振させ
ると、YAGレーザー第2高調波発生器2によりYAG
レーザー基本波から波長532nmのYAGレーザー第
2高調波が発生し、該YAGレーザー第2高調波は、ダ
イクロイックミラー3、ハーフミラー5、レンズ6、あ
るいは全反射ミラー7、レンズ8等の光学素子によっ
て、励起光としてチタンサファイアレーザー発振器9へ
導かれ、該チタンサファイアレーザー発振器9から波長
750nmのチタンサファイアレーザー基本波が発振さ
れる。
In this state, when the YAG laser oscillator 1 oscillates a YAG laser fundamental wave having a wavelength of 1064 nm, the YAG laser second harmonic generator 2 causes the YAG laser
A YAG laser second harmonic having a wavelength of 532 nm is generated from the laser fundamental wave, and the YAG laser second harmonic is generated by an optical element such as a dichroic mirror 3, a half mirror 5, a lens 6, or a total reflection mirror 7, a lens 8. The excitation light is guided to the titanium-sapphire laser oscillator 9, and the titanium-sapphire laser oscillator 9 oscillates a titanium-sapphire laser fundamental wave having a wavelength of 750 nm.

【0033】更に、チタンサファイアレーザー発振器9
が発振するチタンサファイアレーザー基本波からチタン
サファイアレーザー第2高調波発生器17によって前記
(1)式の関係により波長375nmのチタンサファイ
アレーザー第2高調波が発生し、該チタンサファイアレ
ーザー第2高調波はダイクロイックミラー25,26に
より反射して差周波発生器27へ入射する。
Furthermore, a titanium sapphire laser oscillator 9
The titanium sapphire laser second harmonic wave is generated from the titanium sapphire laser fundamental wave oscillated by the titanium sapphire laser second harmonic generator 17 according to the relationship of the above formula (1), and the titanium sapphire laser second harmonic wave is generated. Is reflected by the dichroic mirrors 25 and 26 and is incident on the difference frequency generator 27.

【0034】一方、ダイクロイックミラー3を透過した
YAGレーザー基本波は、差周波発生用YAGレーザー
第2高調波発生器20へ入射し、該差周波発生用YAG
レーザー第2高調波発生器20によりYAGレーザー基
本波から前記(1)式の関係により波長532nmのY
AGレーザー第2高調波が発生し、更に、該YAGレー
ザー第2高調波は、ダイクロイックミラー21、レンズ
23等の光学素子によって励起光として差周波発生用チ
タンサファイアレーザー発振器24へ導かれ、該差周波
発生用チタンサファイアレーザー発振器24から波長9
30nmのチタンサファイアレーザー基本波が発振さ
れ、該チタンサファイアレーザー基本波はダイクロイッ
クミラー26を透過して差周波発生器27へ入射する。
On the other hand, the YAG laser fundamental wave transmitted through the dichroic mirror 3 is incident on the YAG laser second harmonic generator 20 for generating the difference frequency, and the YAG laser second harmonic generator 20 is generated.
From the YAG laser fundamental wave by the laser second harmonic generator 20, Y of wavelength 532 nm is obtained from the relation of the above equation (1).
The second harmonic of the AG laser is generated, and the second harmonic of the YAG laser is guided by an optical element such as the dichroic mirror 21 and the lens 23 as excitation light to the titanium sapphire laser oscillator 24 for generating the difference frequency, and the difference is generated. Frequency generation titanium sapphire laser oscillator 24 to wavelength 9
A 30 nm titanium sapphire laser fundamental wave is oscillated, and the titanium sapphire laser fundamental wave passes through the dichroic mirror 26 and enters a difference frequency generator 27.

【0035】差周波発生器27は、差周波発生用チタン
サファイアレーザー発振器24によって発生した波長9
30nmのチタンサファイアレーザー基本波と前記波長
375nmのチタンサファイアレーザー第2高調波が入
射すると、該チタンサファイアレーザー基本波と、該チ
タンサファイアレーザー第2高調波とから前記(3)式
の関係によって波長628nmのレーザー光を発生さ
せ、差周波発生器27により変換されずに残ったチタン
サファイアレーザー基本波、チタンサファイアレーザー
第2高調波と、差周波発生器27によって発生した波長
628nmの差周波レーザー光は、ペリンブロカプリズ
ム28によって分離される。
The difference frequency generator 27 has a wavelength of 9 generated by the titanium sapphire laser oscillator 24 for generating a difference frequency.
When the 30 nm titanium sapphire laser fundamental wave and the 375 nm wavelength titanium sapphire laser second harmonic wave are incident, the wavelength is calculated from the titanium sapphire laser fundamental wave and the titanium sapphire laser second harmonic wave according to the relationship of the formula (3). 628 nm laser light is generated and the titanium sapphire laser fundamental wave and titanium sapphire laser second harmonic that remains without being converted by the difference frequency generator 27 and the difference frequency laser light having a wavelength of 628 nm generated by the difference frequency generator 27 Are separated by the Perimbroker prism 28.

【0036】また本実施例では、波長同調素子14,4
5の角度を回転させて、チタンサファイアレーザー発振
器9、差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器2
4が発振する各チタンサファイアレーザー基本波の波長
を変化させることより、差周波発生器27から550〜
670nmの波長域における任意波長のレーザー光を得
ることができる。
Further, in this embodiment, the wavelength tuning elements 14 and 4 are
Titanium sapphire laser oscillator 9 and titanium sapphire laser oscillator 2 for generating a difference frequency by rotating the angle 5
By changing the wavelength of each titanium sapphire laser fundamental wave oscillated by 4, the difference frequency generator 27
Laser light having an arbitrary wavelength in the wavelength range of 670 nm can be obtained.

【0037】一方、図1に示す固体波長可変レーザー装
置において、チタンサファイアレーザー発振器9が発振
するチタンサファイアレーザー基本波から、チタンサフ
ァイアレーザー第2高調波発生器17、チタンサファイ
アレーザー第3高調波発生兼第4高調波発生器18によ
って、チタンサファイアレーザー第2高調波やチタンサ
ファイアレーザー第3高調波または第4高調波を発生さ
せるときには、チタンサファイアレーザー第2高調波発
生器17、チタンサファイアレーザー第3高調波発生兼
第4高調波発生器18間よりダイクロイックミラー25
を取外して、チタンサファイアレーザー第2高調波発生
器17において変換されずに残った波長750nmのチ
タンサファイアレーザー基本波と、チタンサファイアレ
ーザー第2高調波発生器17により発生した波長375
nmのチタンサファイアレーザー第2高調波とがチタン
サファイアレーザー第3高調波発生兼第4高調波発生器
18へ入射するようにすると、該チタンサファイアレー
ザー第3高調波発生兼第4高調波発生器18によって、
チタンサファイアレーザー基本波とチタンサファイアレ
ーザー第2高調波から前記(2)式の関係により、波長
250nmのチタンサファイアレーザー第3高調波が発
生し、更に、チタンサファイアレーザー基本波、チタン
サファイアレーザー第2高調波、チタンサファイアレー
ザー第3高調波はペリンブロカプリズム19によって分
離される。
On the other hand, in the solid-state wavelength tunable laser device shown in FIG. 1, the titanium-sapphire laser second harmonic generator 17 and the titanium-sapphire laser third harmonic are generated from the titanium-sapphire laser fundamental wave oscillated by the titanium-sapphire laser oscillator 9. When the titanium sapphire laser second harmonic or the titanium sapphire laser third harmonic or the fourth harmonic is generated by the fourth harmonic generator 18, the titanium sapphire laser second harmonic generator 17, the titanium sapphire laser first Dichroic mirror 25 from between the 3rd harmonic generation and 4th harmonic generator 18
By removing the titanium sapphire laser second harmonic generator 17, the titanium sapphire laser fundamental wave having a wavelength of 750 nm left unconverted, and the wavelength 375 generated by the titanium sapphire laser second harmonic generator 17.
When the titanium sapphire laser second harmonic wave and the titanium sapphire laser third harmonic wave generation / fourth harmonic wave generator 18 are made incident, the titanium sapphire laser third harmonic wave generation / fourth harmonic wave generator is generated. By 18,
A titanium sapphire laser fundamental wave and a titanium sapphire laser second wave are generated from the titanium sapphire laser fundamental wave and the titanium sapphire laser second harmonic wave according to the relationship of the above formula (2). The harmonics and the third harmonic of the titanium sapphire laser are separated by the Perimbroker prism 19.

【0038】このとき、ダイクロイックミラー3と差周
波発生用YAGレーザー第2高調波発生器20との間に
ビームダンパー4を配置して、差周波発生用チタンサフ
ァイアレーザー発振器24に励起光が入射しないように
する。
At this time, the beam damper 4 is disposed between the dichroic mirror 3 and the YAG laser second harmonic generator 20 for generating the difference frequency so that excitation light does not enter the titanium sapphire laser oscillator 24 for generating the difference frequency. To do so.

【0039】なお、本実施例ではチタンサファイアレー
ザー第4高調波に相当する波長は188nmとなるが、
この波長は205nmよりも短く波長変換(第4高調波
発生)の位相整合条件を満足しない。従ってこの場合
(チタンサファイアレーザー基本波の波長が750nm
の場合)には、チタンサファイアレーザー第3高調波発
生兼第4高調波発生器18においてチタンサファイアレ
ーザー第4高調波を発生することはできない。
In this embodiment, the wavelength corresponding to the fourth harmonic of the titanium sapphire laser is 188 nm,
This wavelength is shorter than 205 nm and does not satisfy the phase matching condition of wavelength conversion (generation of the fourth harmonic). Therefore, in this case (the wavelength of the titanium sapphire laser fundamental wave is 750 nm
In this case), the titanium sapphire laser third harmonic generation / fourth harmonic generator 18 cannot generate the titanium sapphire laser fourth harmonic.

【0040】図2は本発明の請求項2に対応する実施例
を示し、図中、図1及び図3と同一の符号を付した部分
は同一物を表わしている。
FIG. 2 shows an embodiment corresponding to claim 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 3 represent the same parts.

【0041】29はYAGレーザー第2高調波発生器2
によって発生した波長532nmのYAGレーザー第2
高調波と、YAGレーザー第2高調波発生器2において
変換されずに残った波長1064nmのYAGレーザー
基本波の双方を反射させる全反射ミラー、30はYAG
レーザー基本波の偏光面はそのままでYAGレーザー第
2高調波の偏光面のみを90゜回転させ得る波長板47
とダイクロイック偏光ミラー31と該ダイクロイック偏
光ミラー31による反射光を遮断し得るビームダンパー
32等を備えた光路切替スイッチであり、前記ダイクロ
イック偏光ミラー31には、全反射ミラー29によって
反射したYAGレーザー第2高調波とYAGレーザー基
本波が入射するようになっている。
Reference numeral 29 is a YAG laser second harmonic generator 2
Second YAG laser with wavelength of 532nm generated by
A total reflection mirror for reflecting both the higher harmonic wave and the YAG laser fundamental wave having a wavelength of 1064 nm which remains without being converted in the YAG laser second higher harmonic wave generator 2, 30 is a YAG
A wave plate 47 capable of rotating only the polarization plane of the second harmonic of the YAG laser by 90 ° while keeping the polarization plane of the laser fundamental wave as it is.
And a dichroic polarization mirror 31 and an optical path changeover switch including a beam damper 32 capable of blocking the light reflected by the dichroic polarization mirror 31. The dichroic polarization mirror 31 has a YAG laser second reflected by a total reflection mirror 29. The harmonics and the fundamental wave of the YAG laser are incident.

【0042】光路切替スイッチ30は、ダイクロイック
偏光ミラー31からの反射光がビームダンパー32によ
って遮断されない状態では、ダイクロイック偏光ミラー
31に入射したYAGレーザー第2高調波、YAGレー
ザー基本波の双方を反射し、また、ビームダンパー32
によってダイクロイック偏光ミラー31からの反射光が
遮断される状態では、ダイクロイック偏光ミラー31に
入射したYAGレーザー基本波とYAGレーザー第2高
調波のうち、YAGレーザー基本波成分を反射しYAG
レーザー第2高調波成分のみを透過させるようになって
いる。
The optical path selector switch 30 reflects both the second harmonic of the YAG laser and the fundamental wave of the YAG laser incident on the dichroic polarization mirror 31 when the reflected light from the dichroic polarization mirror 31 is not blocked by the beam damper 32. , Also the beam damper 32
When the reflected light from the dichroic polarizing mirror 31 is blocked by the YAG laser fundamental wave component of the YAG laser fundamental wave and the second harmonic of the YAG laser incident on the dichroic polarizing mirror 31, the YAG laser fundamental wave component is reflected and the YAG laser fundamental wave component is reflected.
Only the second harmonic component of the laser is transmitted.

【0043】33は光路切替スイッチ30によって反射
したYAGレーザー第2高調波とYAGレーザー基本波
から前記(2)式の関係によって波長355nmのレー
ザー光(YAGレーザー第3高調波)を発生させるYA
Gレーザー第3高調波発生器、34はYAGレーザー第
3高調波発生器33において第3高調波に変換されずに
残ったYAGレーザー基本波、YAGレーザー第2高調
波及びYAGレーザー第3高調波発生器33によって発
生したYAGレーザー第3高調波のうち基本波成分及び
第2高調波成分を透過させ、第3高調波成分のみを反射
するダイクロイックミラー、35はダイクロイックミラ
ー34によって反射されるYAGレーザー第3高調波を
反射する全反射ミラー、36はダイクロイックミラー3
4を透過したYAGレーザー基本波、YAGレーザー第
2高調波を遮断するビームダンパー、37はBBO結晶
等の非線形光学結晶38、フロントミラー39、エンド
ミラー40等を備え、全反射ミラー35によって反射し
たYAGレーザー第3高調波から、 1/λ9=1/λ7+1/λ8…(4) (λ9:励起光波(例えばYAGレーザー第3高調
波)、λ7,λ8:発生する光波)の関係(光パラメトリ
ック発振)によって、波長628nmのレーザー光と、
波長817nmのレーザー光を発生させる光パラメトリ
ック発振器、46は光パラメトリック発振器37によっ
て発生した波長628nmのレーザー光を、波長817
nmのレーザー光及び光パラメトリック発振器37によ
って変換されなかったYAGレーザー第3高調波と分離
するペリンブロカプリズムである。
Reference numeral 33 is an YA for generating a laser beam (YAG laser third harmonic) having a wavelength of 355 nm from the YAG laser second harmonic reflected by the optical path changeover switch 30 and the YAG laser fundamental wave according to the relationship of the above equation (2).
The G laser third harmonic generator 34 is the YAG laser fundamental wave, the YAG laser second harmonic wave and the YAG laser third harmonic wave which remain without being converted into the third harmonic wave in the YAG laser third harmonic wave generator 33. The YAG laser generated by the generator 33. A dichroic mirror that transmits the fundamental wave component and the second harmonic component of the third harmonic and reflects only the third harmonic component. Reference numeral 35 is a YAG laser reflected by the dichroic mirror 34. A total reflection mirror that reflects the third harmonic, and 36 is a dichroic mirror 3.
A beam damper that blocks the YAG laser fundamental wave and the YAG laser second harmonic wave that have passed through 4, 37 includes a nonlinear optical crystal 38 such as a BBO crystal, a front mirror 39, an end mirror 40, etc., and is reflected by the total reflection mirror 35. From the third harmonic of the YAG laser, 1 / λ 9 = 1 / λ 7 + 1 / λ 8 (4) (λ 9 : pumping light wave (eg, third harmonic of YAG laser), λ 7 , λ 8 : generated light wave ) (Optical parametric oscillation), laser light having a wavelength of 628 nm,
An optical parametric oscillator for generating a laser beam having a wavelength of 817 nm, a reference numeral 46 denotes a laser beam having a wavelength of 628 nm generated by the optical parametric oscillator 37.
It is a Perimbroka prism that separates the laser light of nm and the third harmonic of the YAG laser that has not been converted by the optical parametric oscillator 37.

【0044】前記非線形光学結晶38では、前記(4)
式における励起波長λ9が決まれば結晶の角度によって
自動的に発生波長λ7,λ8が定まるようになっている。
In the nonlinear optical crystal 38, (4)
If the excitation wavelength λ 9 in the equation is determined, the generated wavelengths λ 7 and λ 8 are automatically determined according to the angle of the crystal.

【0045】以下、本実施例の作動を説明する。The operation of this embodiment will be described below.

【0046】波長628nmのレーザー光を得るときに
は、光路切替スイッチ30の波長板47の回転角を、こ
れを通過するYAGレーザー第2高調波がダイクロイッ
ク偏光ミラー31で反射する偏光を有するような角度
に、またビームダンパー32を、ダイクロイック偏光ミ
ラー31からの反射光を遮断しないように設定してお
く。
When obtaining a laser beam with a wavelength of 628 nm, the rotation angle of the wave plate 47 of the optical path changeover switch 30 is set to such an angle that the second harmonic of the YAG laser passing therethrough has the polarization reflected by the dichroic polarization mirror 31. Further, the beam damper 32 is set so as not to block the reflected light from the dichroic polarization mirror 31.

【0047】この状態で、YAGレーザー発振器1によ
って波長1064nmのYAGレーザー基本波を発振さ
せると、YAGレーザー第2高調波発生器2によりYA
Gレーザー基本波から波長532nmのYAGレーザー
第2高調波が発生し、該YAGレーザー第2高調波及び
YAGレーザー第2高調波発生器2において第2高調波
に変換されずに残ったYAGレーザー基本波は、全反射
ミラー29、ダイクロイック偏光ミラー31によって反
射されてYAGレーザー第3高調波発生器33へ入射
し、該YAGレーザー第3高調波発生器33によって、
YAGレーザー基本波とYAGレーザー第2高調波か
ら、前記(2)式の関係により波長355nmのYAG
レーザー第3高調波が発生する。
In this state, when the YAG laser oscillator 1 oscillates a YAG laser fundamental wave having a wavelength of 1064 nm, the YAG laser second harmonic generator 2 causes YA
The YAG laser second harmonic with a wavelength of 532 nm is generated from the G laser fundamental wave, and the YAG laser second harmonic and the YAG laser second harmonic generator 2 remain without being converted into the second harmonic in the YAG laser second harmonic generator 2. The wave is reflected by the total reflection mirror 29 and the dichroic polarization mirror 31 and is incident on the YAG laser third harmonic generator 33, and by the YAG laser third harmonic generator 33,
From the YAG laser fundamental wave and the second harmonic of the YAG laser, the YAG having the wavelength of 355 nm is obtained by the relation of the above equation (2).
A laser third harmonic is generated.

【0048】YAGレーザー第3高調波発生器33によ
って発生したYAGレーザー第3高調波と、YAGレー
ザー第3高調波発生器33によって変換されずに残った
YAGレーザー基本波、YAGレーザー第2高調波のう
ち、該基本波成分及び第2高調波成分はダイクロイック
ミラー34を透過してビームダンパー36で遮断され、
該第3高調波成分のみがダイクロイックミラー34で反
射され、更に全反射ミラー35でも反射されて光パラメ
トリック発振器37へ入射する。
The YAG laser third harmonic generated by the YAG laser third harmonic generator 33, and the YAG laser fundamental wave and the YAG laser second harmonic remaining without being converted by the YAG laser third harmonic generator 33. Of these, the fundamental wave component and the second harmonic component pass through the dichroic mirror 34 and are blocked by the beam damper 36.
Only the third harmonic component is reflected by the dichroic mirror 34, and further reflected by the total reflection mirror 35 to enter the optical parametric oscillator 37.

【0049】光パラメトリック発振器37に波長355
nmのYAGレーザー第3高調波が入射すると、前記
(4)式の関係により、YAGレーザー第3高調波から
波長628nmのレーザー光と波長817nmのレーザ
ー光が発生し、該波長628nmのレーザー光は、前記
波長817nmのレーザー光及び光パラメトリック発振
器37によって変換されずに残った波長355nmのY
AGレーザー第3高調波と、ペリンブロカプリズム19
によって分離される。
The optical parametric oscillator 37 has a wavelength 355.
When the YAG laser third harmonic of nm enters, laser light of wavelength 628 nm and laser light of wavelength 817 nm are generated from the third harmonic of YAG laser due to the relation of the expression (4), and the laser light of wavelength 628 nm is , The Y of 355 nm wavelength remaining without being converted by the laser light of 817 nm wavelength and the optical parametric oscillator 37.
AG laser third harmonic and Perimbroka prism 19
Separated by.

【0050】また本実施例では、光パラメトリック発振
器37での非線形光学結晶38の角度を回転させること
により、光パラメトリック発振器37から550〜67
0nmの波長域における任意波長のレーザー光を得るこ
とができる。
Further, in the present embodiment, the optical parametric oscillator 37 is rotated from the optical parametric oscillator 37 by rotating the angle of the nonlinear optical crystal 38.
Laser light having an arbitrary wavelength in the wavelength range of 0 nm can be obtained.

【0051】一方、図2に示す固体波長可変レーザー装
置において、チタンサファイアレーザー発振器9が発振
するチタンサファイアレーザー基本波から、チタンサフ
ァイアレーザー第2高調波発生器17、チタンサファイ
アレーザー第3高調波発生兼第4高調波発生器18によ
って、チタンサファイアレーザー第2高調波や、チタン
サファイアレーザー第3高調波または第4高調波を発生
させるときには、光路切替スイッチ30での波長板47
の回転角を、これを透過するYAGレーザー第2高調波
がダイクロイック偏光ミラー31を透過する偏光を有す
るような角度に設定してYAGレーザー第2高調波がダ
イクロイック偏光ミラー31を透過するようにし、YA
Gレーザー第2高調波によりチタンサファイアレーザー
発振器9を励起し、該チタンサファイアレーザー発振器
9によって発振されるチタンサファイアレーザー基本波
をチタンサファイアレーザー第2高調波発生器17に入
射させてチタンサファイアレーザー第2高調波を発生さ
せ、更に該チタンサファイアレーザー第2高調波、及び
チタンサファイアレーザー第2高調波発生器17におい
て第2高調波に変換されずに残ったチタンサファイアレ
ーザー基本波を、チタンサファイアレーザー第3高調波
発生兼第4高調波発生器18へ入射させて、チタンサフ
ァイアレーザー第3高調波または第4高調波を発生させ
る。
On the other hand, in the solid-state wavelength tunable laser device shown in FIG. 2, a titanium sapphire laser second harmonic generator 17 and a titanium sapphire laser third harmonic are generated from the titanium sapphire laser fundamental wave oscillated by the titanium sapphire laser oscillator 9. When the titanium sapphire laser second harmonic, the titanium sapphire laser third harmonic, or the fourth harmonic is generated by the fourth harmonic generator 18, the wave plate 47 in the optical path selector switch 30 is used.
Is set to an angle such that the YAG laser second harmonic passing therethrough has a polarization that passes through the dichroic polarizing mirror 31, so that the YAG laser second harmonic passes through the dichroic polarizing mirror 31. YA
The titanium sapphire laser oscillator 9 is excited by the G laser second harmonic, and the titanium sapphire laser fundamental wave oscillated by the titanium sapphire laser oscillator 9 is made incident on the titanium sapphire laser second harmonic generator 17 to generate the titanium sapphire laser oscillator. The second harmonic of the titanium sapphire laser, and the titanium sapphire laser fundamental wave remaining without being converted into the second harmonic in the titanium sapphire laser second harmonic generator 17 are converted into the titanium sapphire laser. The third harmonic generation / fourth harmonic generator 18 is made incident to generate a titanium sapphire laser third harmonic or fourth harmonic.

【0052】なお、このときには、光路切替スイッチ3
0におけるビームダンパー32は、ダイクロイック偏光
ミラー31によって反射されるYAGレーザー基本波を
遮断するように位置設定しておく。
At this time, the optical path selector switch 3
The beam damper 32 at 0 is positioned so as to block the YAG laser fundamental wave reflected by the dichroic polarization mirror 31.

【0053】なお、本発明の固体波長可変レーザー装置
は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、波
長同調素子14,45の角度を回転させてチタンサファ
イアレーザー発振器9,24が発振するチタンサファイ
アレーザー基本波の波長を変更すること、光パラメトリ
ック発振器37における発振波長を変えること、その
他、本発明の要旨を変更しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。
The solid-state wavelength tunable laser device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but the titanium sapphire laser oscillators 9 and 24 oscillate by rotating the angles of the wavelength tuning elements 14 and 45. It goes without saying that the wavelength of the titanium sapphire laser fundamental wave can be changed, the oscillation wavelength of the optical parametric oscillator 37 can be changed, and other various changes can be made without departing from the scope of the invention.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項1に
記載した固体波長可変レーザー装置では差周波発生によ
って、また、本発明の請求項2に記載した固体波長可変
レーザー装置では光パラメトリック発振によって、従来
のチタンサファイアを用いた固体波長可変レーザー装置
において発生不可能な550〜670nmの波長域を含
む205〜1100nmの全域において任意の波長のレ
ーザー光を得ることができるので、固体波長可変レーザ
ー装置としての用途が拡がるという優れた効果を奏し得
る。
As described above, in the solid-state wavelength tunable laser device according to claim 1 of the present invention, an optical parametric is generated by the difference frequency generation, and in the solid-state wavelength tunable laser device according to claim 2 of the present invention. By oscillating, it is possible to obtain laser light of any wavelength in the entire range of 205 to 1100 nm including the wavelength range of 550 to 670 nm which cannot be generated in the conventional solid wavelength tunable laser device using titanium sapphire. The excellent effect that the application as a laser device expands can be exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の請求項1に記載した固体波長可変レー
ザー装置の一実施例の概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a solid-state wavelength tunable laser device according to claim 1 of the present invention.

【図2】本発明の請求項2に記載した固体波長可変レー
ザー装置の一実施例の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an embodiment of a solid-state wavelength tunable laser device according to claim 2 of the present invention.

【図3】従来の固体波長可変レーザー装置の一例の概念
図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram of an example of a conventional solid-state wavelength tunable laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 YAGレーザー発振器 2 YAGレーザー第2高調波発生器 9 チタンサファイアレーザー発振器 17 チタンサファイアレーザー第2高調波発生器 20 差周波発生用YAGレーザー第2高調波発生器 24 差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器 27 差周波発生器 33 YAGレーザー第3高調波発生器 37 光パラメトリック発振器 1 YAG laser oscillator 2 YAG laser 2nd harmonic generator 9 Titanium sapphire laser oscillator 17 Titanium Sapphire Laser Second Harmonic Generator 20 YAG laser second harmonic generator for difference frequency generation 24 Titanium sapphire laser oscillator for difference frequency generation 27 Difference frequency generator 33 YAG Laser Third Harmonic Generator 37 Optical parametric oscillator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 YAGレーザー基本波を発振するYAG
レーザー発振器1と、該YAGレーザー発振器1により
発振されたYAGレーザー基本波からYAGレーザー第
2高調波を発生させるYAGレーザー第2高調波発生器
2と、該YAGレーザー第2高調波発生器2により発生
したYAGレーザー第2高調波によって励起され、チタ
ンサファイアレーザー基本波を発振するチタンサファイ
アレーザー発振器9と、該チタンサファイアレーザー発
振器9により発振されたチタンサファイアレーザー基本
波からチタンサファイアレーザー第2高調波を発生させ
るチタンサファイアレーザー第2高調波発生器17と、
前記YAGレーザー第2高調波発生器2においてYAG
レーザー第2高調波に変換されなかったYAGレーザー
基本波成分からYAGレーザー第2高調波を発生させる
差周波発生用YAGレーザー第2高調波発生器20と、
該差周波発生用YAGレーザー第2高調波発生器20に
より発生したYAGレーザー第2高調波によって励起さ
れ、チタンサファイアレーザー基本波を発振する差周波
発生用チタンサファイアレーザー発振器24と、該差周
波発生用チタンサファイアレーザー発振器24によって
発振されたチタンサファイアレーザー基本波、及び前記
チタンサファイアレーザー第2高調波発生器17によっ
て発生したチタンサファイアレーザー第2高調波から差
周波レーザー光を発生させる差周波発生器27とを備え
てなることを特徴とする固体波長可変レーザー装置。
1. A YAG which oscillates a YAG laser fundamental wave.
A laser oscillator 1, a YAG laser second harmonic generator 2 for generating a YAG laser second harmonic from a YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 1, and a YAG laser second harmonic generator 2. A titanium-sapphire laser oscillator 9 that is excited by the generated second harmonic of the YAG laser to oscillate a titanium-sapphire laser fundamental wave, and a titanium-sapphire laser fundamental wave that is oscillated by the titanium-sapphire laser oscillator 9 A titanium sapphire laser second harmonic generator 17 for generating
In the YAG laser second harmonic generator 2, YAG
A YAG laser second harmonic generator 20 for generating a YAG laser second harmonic from a YAG laser fundamental wave component that has not been converted to a laser second harmonic,
A titanium sapphire laser oscillator 24 for generating a difference frequency, which is excited by the second harmonic of the YAG laser generated by the YAG laser second harmonic generator for generating the difference frequency, and oscillates a titanium sapphire laser fundamental wave, and the difference frequency generating Frequency generator for generating difference frequency laser light from the titanium sapphire laser fundamental wave oscillated by the titanium sapphire laser oscillator 24 and the titanium sapphire laser second harmonic wave generated by the titanium sapphire laser second harmonic wave generator 17 27. A solid-state wavelength tunable laser device comprising:
【請求項2】 YAGレーザー基本波を発振するYAG
レーザー発振器1と、該YAGレーザー発振器1により
発振されたYAGレーザー基本波からYAGレーザー第
2高調波を発生させるYAGレーザー第2高調波発生器
2と、該YAGレーザー第2高調波発生器2から発生し
たYAGレーザー第2高調波によって励起され、チタン
サファイアレーザー基本波を発振するチタンサファイア
レーザー発振器9と、該チタンサファイアレーザー発振
器9により発振されたチタンサファイアレーザー基本波
からチタンサファイアレーザー第2高調波を発生させる
チタンサファイアレーザー第2高調波発生器17と、前
記YAGレーザー第2高調波発生器2において第2高調
波に変換されずに残ったYAGレーザー基本波、及びY
AGレーザー第2高調波発生器2により発生したYAG
レーザー第2高調波によって、YAGレーザー第3高調
波を発生させるYAGレーザー第3高調波発生器33
と、該YAGレーザー第3高調波発生器33により発生
したYAGレーザー第3高調波によって、光パラメトリ
ック発振レーザー光を発生させる光パラメトリック発振
器37とを備えてなることを特徴とする固体波長可変レ
ーザー装置。
2. A YAG which oscillates a YAG laser fundamental wave.
From a laser oscillator 1, a YAG laser second harmonic generator 2 for generating a YAG laser second harmonic from a YAG laser fundamental wave oscillated by the YAG laser oscillator 1, and a YAG laser second harmonic generator 2. A titanium-sapphire laser oscillator 9 which is excited by the generated second harmonic of the YAG laser and oscillates a titanium-sapphire laser fundamental wave, and a titanium-sapphire laser second harmonic wave generated from the titanium-sapphire laser fundamental wave oscillated by the titanium-sapphire laser oscillator 9. Second harmonic generator 17 for generating titanium sapphire laser, the YAG laser fundamental wave remaining without being converted into the second harmonic in the YAG laser second harmonic generator 2, and Y
YAG generated by the AG laser second harmonic generator 2
YAG laser third harmonic generator 33 for generating YAG laser third harmonic by laser second harmonic
And the optical parametric oscillator 37 for generating optical parametric oscillation laser light by the YAG laser third harmonic generated by the YAG laser third harmonic generator 33. .
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