JPH0593933A - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
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- JPH0593933A JPH0593933A JP3282299A JP28229991A JPH0593933A JP H0593933 A JPH0593933 A JP H0593933A JP 3282299 A JP3282299 A JP 3282299A JP 28229991 A JP28229991 A JP 28229991A JP H0593933 A JPH0593933 A JP H0593933A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】モノリシック型共振器に入射する基本波に対し
て、モノリシック型共振器から出射する高調波の出射方
向を調整可能とし、特に平行になるようする。 【構成】基本波１７は、非線形光学材料１６中を結晶軸
ａ方向に伝搬するとき、その一部が波長430nm の第２高
調波１８に変換される。この第２高調波１８が球面ミラ
ー２０から出射され、モノリシック型共振器１５の出射
側に、全反射面の平面ミラー２１に対して平行に配置さ
れた平面ミラー２２によって反射され、基本波１７に対
して平行に出射される。
て、モノリシック型共振器から出射する高調波の出射方
向を調整可能とし、特に平行になるようする。 【構成】基本波１７は、非線形光学材料１６中を結晶軸
ａ方向に伝搬するとき、その一部が波長430nm の第２高
調波１８に変換される。この第２高調波１８が球面ミラ
ー２０から出射され、モノリシック型共振器１５の出射
側に、全反射面の平面ミラー２１に対して平行に配置さ
れた平面ミラー２２によって反射され、基本波１７に対
して平行に出射される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ等の基本
波の光源から発せられる基本波を、非線形光学材料を含
む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。
波の光源から発せられる基本波を、非線形光学材料を含
む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。
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。
【０００３】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。
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。
【０００４】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、
モードマッチングレンズ４及びＫＮｂＯ3 結晶等からな
る非線形光学材料５によって構成されている。
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、
モードマッチングレンズ４及びＫＮｂＯ3 結晶等からな
る非線形光学材料５によって構成されている。
【０００５】ＬＤ２は、例えば波長860nm の基本波６を
出射する。非線形光学材料５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６の入射面をなし、この面に基本波６に対して一部透
過、第２高調波７に対して反射の球面ミラー８が形成さ
れている。また、図中右側の面は第２高調波７の出射面
をなし、この面に基本波６に対して反射、第２高調波７
に対して透過の球面ミラー９が形成されている。更に、
非線形光学材料５の図中下面は、基本波６及び第２高調
波７のいずれも反射する平面ミラー１０を成している。
出射する。非線形光学材料５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６の入射面をなし、この面に基本波６に対して一部透
過、第２高調波７に対して反射の球面ミラー８が形成さ
れている。また、図中右側の面は第２高調波７の出射面
をなし、この面に基本波６に対して反射、第２高調波７
に対して透過の球面ミラー９が形成されている。更に、
非線形光学材料５の図中下面は、基本波６及び第２高調
波７のいずれも反射する平面ミラー１０を成している。
【０００６】上記の構成において、ＬＤ２から出射する
波長860nm の基本波６は、コリメートレンズ３により平
行光にされ、モードマッチングレンズ４を通過して、非
線形光学材料５の球面ミラー８のＡ点から入射する。こ
の際、Ａ点に入射した基本波６が非線形材料５の結晶軸
ａと平行に進むように、基本波６を結晶軸ａに対して特
定の角度θで入射させる。この基本波６は、２つの球面
ミラー８、９と、平面ミラー１０とで構成されるリング
共振器内の点Ａ、Ｂ、Ｃでリング型に反射して増幅され
る。
波長860nm の基本波６は、コリメートレンズ３により平
行光にされ、モードマッチングレンズ４を通過して、非
線形光学材料５の球面ミラー８のＡ点から入射する。こ
の際、Ａ点に入射した基本波６が非線形材料５の結晶軸
ａと平行に進むように、基本波６を結晶軸ａに対して特
定の角度θで入射させる。この基本波６は、２つの球面
ミラー８、９と、平面ミラー１０とで構成されるリング
共振器内の点Ａ、Ｂ、Ｃでリング型に反射して増幅され
る。
【０００７】そして、基本波６は非線形光学材料５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７に変換され、球面ミラー９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５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。
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７に変換され、球面ミラー９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５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、基本波を結晶軸ａに対し
て、特定の入射角θで入射しており、またその角度θは
共振器毎に異なるため、高調波の出射方向が特定できな
いという実用上の大きな問題があった。
来の第２高調波発生装置では、基本波を結晶軸ａに対し
て、特定の入射角θで入射しており、またその角度θは
共振器毎に異なるため、高調波の出射方向が特定できな
いという実用上の大きな問題があった。
【０００９】したがって、本発明の目的は入射角θの変
化に伴う高調波の出射方向の変化を解消して、入射基本
波に対して平行な、共振器から出射する高調波を得るこ
とができる高調波発生装置を提供することにある。
化に伴う高調波の出射方向の変化を解消して、入射基本
波に対して平行な、共振器から出射する高調波を得るこ
とができる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、本発明の高調波発生装置は、対面する２曲面と１平
面の３つの反射面によって基本波を内部で３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、前記モノリシック
型共振器の高調波の出射側にミラーを配置することによ
り、前記モノリシック型共振器から出射する高調波の出
射方向を調整せしめることを特徴とするものである。
め、本発明の高調波発生装置は、対面する２曲面と１平
面の３つの反射面によって基本波を内部で３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、前記モノリシック
型共振器の高調波の出射側にミラーを配置することによ
り、前記モノリシック型共振器から出射する高調波の出
射方向を調整せしめることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】本発明の高調波発生装置は非線形光学材料から
なるモノリシック型共振器とミラーを採用し、共振器形
状により基本波の入射角度θが変化しても共振器へ入射
する基本波と共振器から出射する高調波とが常に平行に
なるように所定の配置をする。
なるモノリシック型共振器とミラーを採用し、共振器形
状により基本波の入射角度θが変化しても共振器へ入射
する基本波と共振器から出射する高調波とが常に平行に
なるように所定の配置をする。
【００１２】従来、共振器から出射する高調波はＬＤか
ら出射された基本波の光軸に対して２θ傾き、かつ、共
振器の形状によりθの値がばらつきを持っていた。
ら出射された基本波の光軸に対して２θ傾き、かつ、共
振器の形状によりθの値がばらつきを持っていた。
【００１３】これに対して本発明において、共振器の高
調波の出射側に、非線形光学材料の１平面からなる基本
波の反射面と平行になるようにミラーを配置すると、出
射する高調波はＬＤから出射する基本波の光軸に対し
て、共振器によらず一様に平行にして取り出すことがで
きる。
調波の出射側に、非線形光学材料の１平面からなる基本
波の反射面と平行になるようにミラーを配置すると、出
射する高調波はＬＤから出射する基本波の光軸に対し
て、共振器によらず一様に平行にして取り出すことがで
きる。
【００１４】
【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もできる。
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もできる。
【００１５】この第２高調波発生装置１１は基本波の光
源としてのＬＤ１２、コリメートレンズ１３、モードマ
ッチングレンズ１４、モノリシック型共振器１５、ミラ
ー２２が順次配列されて構成されている。
源としてのＬＤ１２、コリメートレンズ１３、モードマ
ッチングレンズ１４、モノリシック型共振器１５、ミラ
ー２２が順次配列されて構成されている。
【００１６】ＬＤ１２はこの実施例では、波長860nm 、
単一縦、単一横モードで、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。なお、光源としてはＬＤ
によって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの固体レーザ媒
質からのレーザ発振光を用いることもできる。コリメー
トレンズ１３は、ＬＤ１２から出射される基本波１７を
平行なビームにし、モードマッチングレンズ１４は、こ
のビームを絞ってモノリシック型共振器１５内の共振モ
ードと入射ビームとを整合させる役割をなすものであ
る。
単一縦、単一横モードで、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。なお、光源としてはＬＤ
によって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの固体レーザ媒
質からのレーザ発振光を用いることもできる。コリメー
トレンズ１３は、ＬＤ１２から出射される基本波１７を
平行なビームにし、モードマッチングレンズ１４は、こ
のビームを絞ってモノリシック型共振器１５内の共振モ
ードと入射ビームとを整合させる役割をなすものであ
る。
【００１７】モノリシック型共振器１５は、この実施例
では、非線形光学材料としてＫＮｂＯ3 結晶が用いられ
ている。ミラー２２は、モノリシック型共振器１５の高
調波の出射側に配置され、共振器から出射する高調波を
共振器へ入射する基本波に対して平行にする役割をな
す。
では、非線形光学材料としてＫＮｂＯ3 結晶が用いられ
ている。ミラー２２は、モノリシック型共振器１５の高
調波の出射側に配置され、共振器から出射する高調波を
共振器へ入射する基本波に対して平行にする役割をな
す。
【００１８】基本波１７の入射側に位置する、モノリシ
ック型共振器１５の一端面は球面状に形成されており、
この面には基本波を９２％反射する反射膜が蒸着されて
球面ミラー１９とされている。また、前記一端面に対面
し第２高調波の出射側に位置する共振器のもう一つの端
面は、同じく球面状に形成されており、この面には基本
波を９９％以上反射し、第２高調波を９０％以上透過さ
せる反射膜が蒸着されて球面ミラー２０とされている。
更に、非線形光学材料の図中下面は、結晶軸ａに沿って
平面に加工され、基本波及び第２高調波を共に全反射す
る平面ミラー２１としてある。
ック型共振器１５の一端面は球面状に形成されており、
この面には基本波を９２％反射する反射膜が蒸着されて
球面ミラー１９とされている。また、前記一端面に対面
し第２高調波の出射側に位置する共振器のもう一つの端
面は、同じく球面状に形成されており、この面には基本
波を９９％以上反射し、第２高調波を９０％以上透過さ
せる反射膜が蒸着されて球面ミラー２０とされている。
更に、非線形光学材料の図中下面は、結晶軸ａに沿って
平面に加工され、基本波及び第２高調波を共に全反射す
る平面ミラー２１としてある。
【００１９】モノリシック型共振器１５を構成する非線
形光学材料１６は、結晶軸ａ方向の長さ７mm、球面の曲
率半径５mmのブロックとされている。この第２高調波発
生装置を用い、ＬＤ１２から波長860nm の基本波１７を
出射すると、基本波１７は、コリメートレンズ１３によ
って平行なビームとされた後、モードマッチングレンズ
１４によって集光されて、球面ミラー１９の点Ａからモ
ノリシック型共振器１５内に入射する。
形光学材料１６は、結晶軸ａ方向の長さ７mm、球面の曲
率半径５mmのブロックとされている。この第２高調波発
生装置を用い、ＬＤ１２から波長860nm の基本波１７を
出射すると、基本波１７は、コリメートレンズ１３によ
って平行なビームとされた後、モードマッチングレンズ
１４によって集光されて、球面ミラー１９の点Ａからモ
ノリシック型共振器１５内に入射する。
【００２０】共振器内に入射した基本波１７は、非線形
光学材料１６中を結晶軸ａに沿って伝搬し、球面ミラー
１９に対面する球面ミラー２０の点Ｂで反射され、平面
ミラー２１の点Ｃに向い、平面ミラー２１の点Ｃで反射
されて球面ミラー１９の点Ａに戻り、点Ａで反射されて
再び結晶軸ａに沿って伝搬し、元の光と重なり合って進
行波型の共振がなされる。このように基本波１７は、モ
ノリシック型共振器１５内において三角形のリング状の
共振経路をとって共振し増幅される。
光学材料１６中を結晶軸ａに沿って伝搬し、球面ミラー
１９に対面する球面ミラー２０の点Ｂで反射され、平面
ミラー２１の点Ｃに向い、平面ミラー２１の点Ｃで反射
されて球面ミラー１９の点Ａに戻り、点Ａで反射されて
再び結晶軸ａに沿って伝搬し、元の光と重なり合って進
行波型の共振がなされる。このように基本波１７は、モ
ノリシック型共振器１５内において三角形のリング状の
共振経路をとって共振し増幅される。
【００２１】こうして増幅された基本波１７は、非線形
光学材料１６中を結晶軸ａ方向に伝搬するとき、その一
部が波長430nm の第２高調波１８に変換される。この第
２高調波１８が球面ミラー２０から出射され、モノリシ
ック型共振器１５の出射側に、全反射面の平面ミラー２
１に対して平行に配置された平面ミラー２２によって反
射され、基本波１７に対して平行に出射される。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、装置の小型化を図ることができる。
光学材料１６中を結晶軸ａ方向に伝搬するとき、その一
部が波長430nm の第２高調波１８に変換される。この第
２高調波１８が球面ミラー２０から出射され、モノリシ
ック型共振器１５の出射側に、全反射面の平面ミラー２
１に対して平行に配置された平面ミラー２２によって反
射され、基本波１７に対して平行に出射される。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、装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モノリシック型共振器の１平面からなる全反射面に対し
て平行に平面ミラーを配置し、入射基本波に対して第２
高調波が平行になるようにしたので、モノリシック型共
振器への基本波の入射角度θに依存せずに第２高調波の
出射方向を一定に維持することができる。
モノリシック型共振器の１平面からなる全反射面に対し
て平行に平面ミラーを配置し、入射基本波に対して第２
高調波が平行になるようにしたので、モノリシック型共
振器への基本波の入射角度θに依存せずに第２高調波の
出射方向を一定に維持することができる。
【図１】本発明の第２高調波発生装置の一実施例を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】従来の第２高調波発生装置の一例を示す側面図
である。
である。
１１ 第２高調波発生装置 １２ 半導体レーザ（ＬＤ） １３ 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 非線形光学材料 １７ 基本波 １８ 第２高調波 １９ 球面ミラー（入射側） ２０ 球面ミラー（出射側） ２１ 平面ミラー（全反射面） ２２ 平面ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/18 9170−4Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】対面する２曲面と１平面の３つの反射面に
よって基本波を内部で３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、前記モノリシック型共振器の高調波の
出射側にミラーを配置することにより、前記モノリシッ
ク型共振器から出射する高調波の出射方向を調整せしめ
ることを特徴とする高調波発生装置。 - 【請求項２】前記モノリシック型共振器へ入射する基本
波とモノリシック型共振器から出射する高調波とを平行
となるようにした請求項１の高調波発生装置。 - 【請求項３】前記モノリシック型共振器の高調波の出射
側に配置されるミラーを、非線形光学材料の前記１平面
の反射面に対して平行に配置した請求項２の高調波発生
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282299A JPH0593933A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3282299A JPH0593933A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593933A true JPH0593933A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17650617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3282299A Withdrawn JPH0593933A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0593933A (ja) |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP3282299A patent/JPH0593933A/ja not_active Withdrawn
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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 |