JPH06112574A

JPH06112574A - 第４高調波発生装置

Info

Publication number: JPH06112574A
Application number: JP25648492A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Hiramatsu; 靖二平松; Yasushi Inagaki; 靖稲垣
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1992-09-25
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1994-04-22

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザー光の変換効率が高くかつ安定してい
て、しかも、安価でコンパクトな第４高調波発生装置を
提供すること。【構成】固体レーザー装置と、非線形光学結晶とから
なる第４高調波発生装置に、その非線形光学結晶で発生
する第２高調波を再び同一の該非線形光学結晶に常光線
として入射させて第４高調波を発生させるための波長変
換手段と、前記非線形光学結晶の第４高調波出力側に配
置される、波長変換しないレーザー光を基本波レーザー
光の光軸上に、第４高調波とともに帰還させるための帰
還手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波長変換型固体レーザ
ー装置、特に１ケの非線形光学素子とリング型共振構造
とによって第４高調波レーザー光を効率よく発生させ
る、第４高調波発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フォトリソグラフィー用光源とし
て、解像度の向上を図る必要性から、短波長レーザーが
注目されてきている。このようなレーザー光源として、
従来、エキシマレーザーが有力視され、それの研究開発
が盛んに行われている。そして一方では、非線形光学結
晶を用いた波長変換により固体レーザー光の第４高調波
を得る方法についても検討が進められている。

【０００３】ところで、この非線形光学結晶を用いた
波長変換による高調波発生技術については、例えば、AM
NON YARIV 著“光エレクトロニクスの基礎" P187〜206
(1989)に詳細な説明があり、また、加藤が、雑誌「レー
ザー研究」第18巻、第１号、P ３〜７（1990) に発表し
た論文；“β−BaB₂O₄によるNb：YAG レーザーの第４、
第５高調波発生”などに、詳細に記載されている。ま
た、かような波長変換を利用した固体レーザー装置によ
って、第４高調波を効率よく発生させるための共振構造
を利用する従来技術もあり、例えば、特開平２−301178
号公報、特開平３−248588号公報および特開平４−1488
6 号公報などにおいて開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
従来技術はいずれも、次のような種々の問題点を抱えて
いる。最近、短波長ガスレーザーとして注目されているエ
キシマーレーザーについては、発振波長248nm のKrF エ
キシマーレーザーが最適とされているものの、エネルギ
ーの減衰時間が短かく、しかも、放電に伴う不安定さに
起因して出力エネルギーがばらつくという問題点があっ
た。その上、装置がおおがかりで高価になるという問題
点も抱えている。

【０００５】これに対し、最近、減衰時間が永く、かつ
レーザー出力エネルギーのばらつきが少ない固体レーザ
ー装置が注目されている。図１は、こうした従来固体レ
ーザー装置の１つであって、高い変換効率で第４高調波
を発生する装置の一例を示すものである。この図におい
て、レーザー装置は、基本波（ω＝1.06μm)用の一対の
反射ミラー4a, 4bよりなる共振器内に、１ケの固体レー
ザー媒質１を配置して構成されている。そして、第２高
調波（２ω）と第４高調波（４ω）への２つの波長変換
素子２, ３を、前記共振器内に直列に配置し、さらに、
前記反射ミラー4a, 4bを第２高調波（２ω）の共振器と
しても機能させる形式のものである。すなわち、このよ
うな複合共振器を構成することにより、高い効率で第４
高調波が得られるのである。そして、この固体レーザー
装置は、レーザー媒質を励起する光源としてLDを用いる
ことにより、かなり小型化することもできる。

【０００６】しかしながら、このような高い変換効率で
安定した出力の第４高調波を発生する従来固体レーザー
装置であっても、波長変換素子として使用する高価な非
線形光学結晶が少なくとも２ケ必要であり、装置全体を
安く、もっと小型化するには自ずから限界があった。そ
こで本発明の目的は、このような問題点を克服するこ
と、即ち、レーザー光の変換効率が高くかつ安定してい
て、しかも、安価でコンパクトな第４高調波発生装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明の目的
を実現するべく鋭意研究した結果、発明者らは、光によ
りレーザー物質を励起して基本波（ω）を出力する固体
レーザーの光軸上に、波長変換素子である非線形光学特
性を有する結晶を配置したものにおいて、その非線形光
学結晶の光学軸に対して第２高調波を発生せしめる角度
で基本波（ω）の常光線を入射し、そこで発生したレー
ザー光（第２高調波（２ω）および波長変換されなかっ
た基本波（ω）を含む）を、反射用ミラーを用いて、再
び同一の該非線形光学結晶にこの非線形光学結晶の光学
軸に対してその第２高調波の第２高調波（すなわち、基
本波の第４高調波（４ω））が発生するような角度に導
き、かつ前記第２高調波（２ω）が前記非線形光学結晶
に対して常光線であるように位相変換手段を介して入射
させることにより第４高調波（４ω）を発生させる。そ
して、このときなお波長変換されなかったレーザー光
（基本波および第２高調波）のために、さらに別の反射
用ミラーおよび位相変換手段によってレーザー発振器か
ら発振した基本波（ω）と出射した第２高調波（２ω）
との光軸および位相が一致するように帰還させ、基本波
および第２高調波がリング型共振構造をとるように構成
したところ、従来技術の問題点を悉く解決できることを
知見した。

【０００８】すなわち、本発明の構成は、基本波レーザ
ー光を出力する固体レーザー装置と、この装置から発振
されるレーザー光の光軸上に配置される非線形光学結晶
と、この非線形光学結晶で発生する第２高調波を再び同
一の該非線形光学結晶に常光線として入射させて第４高
調波を発生させるための波長変換手段と、前記非線形光
学結晶の第４高調波出力側に配置される、波長変換しな
いレーザー光を基本波レーザー光の光軸上に、第４高調
波とともに帰還させるための帰還手段と、を設けてなる
第４高調波発生装置である。そして、この発明は、次の
ように具体化されることが望ましい。

【０００９】主としてレーザー光を出力する固体レーザ
ー装置とこの装置から発振されるレーザー光の光軸上に
配置される非線形光学結晶とで構成されるものにおい
て、前記非線形光学結晶から出射する第２次高調波を含
むレーザー光をこの非線形光学結晶に常光線として入射
させる位相変換手段と、この非線形光学結晶から第４高
調波を発生させる角度で再度入射させるための高調波セ
パレーターおよび反射体とからなる波長変換手段を設
け、さらにこの非線形光学結晶から発生した第４次高調
波を含むレーザー光を前記レーザー光の位相と一致させ
るための位相変換手段と、光軸合わせのための高調波セ
パレーターおよびこの高調波セパレーターに反射させる
ための反射体とからなる帰還手段を設けたことを特徴と
する第４高調波発生装置。

【００１０】主としてレーザー光を出力する固体レーザ
ー媒質と非線形光学結晶を基本波の共振器内に配置して
なるものにおいて、前記非線形光学結晶から出射する第
２次高調波を含むレーザー光をこの非線形光学結晶に常
光線として入射させる位相変換手段と、この非線形光学
結晶から第４高調波を発生させる角度で再度入射させる
ための高調波セパレーターおよび反射体とからなる波長
変換手段を設け、さらにこの非線形光学結晶から発生し
た第４次高調波を含むレーザー光を前記レーザー光の位
相と一致させるための位相変換手段と、光軸合わせのた
めの高調波セパレーターおよびこの高調波セパレーター
に反射させるための反射体とからなる帰還手段を設けた
ことを特徴とする第４高調波発生装置。

【００１１】かかる本発明第４高調波発生装置は、さら
に次のような形態にて実施されることが望ましい。ａ．前記各位相変換手段はλ／２波長板を使用するこ
と、あるいは、３枚のミラーを使用することが好まし
い。ｂ．前記非線形光学結晶としてβ−ＢＢＯを使用し、そ
して、固体レーザー媒質としては、Nd：YVO₄、Nd：YAG
、Cr：LiSAF あるいはCr：LiCAF を使用することが好
ましい。ｃ．固体レーザー媒質として、Nd：YVO₄あるいはNd：YA
G を使用した場合、前記非線形光学結晶への基本波の入
射は、前記非線形光学結晶の光学軸に対し22.9±0.5 ゜
の角度で入射し、しかも発生した第２高調波を前記非線
形光学結晶に入射するに当たっては、その光学軸に対し
て47.4±0.5 ゜で再入射することが好ましい。Nd：YVO₄
あるいはNd：YAG を使用すると、発振効率が高くなるか
らである。ｄ．本発明は、固体レーザー媒質としてNd：YAG を使用
した場合、前記非線形光学結晶へ基本波を前記非線形光
学結晶の光学軸に対し24.9±0.5 ゜の角度で入射し、発
生した第２高調波を前記非線形光学結晶の光学軸に対し
て57.3±0.5゜の角度で再入射するリング共振器型の第
４高調波発生装置とする。ｅ．固体レーザー媒質として、Cr：LiSAF を使用した場
合、前記非線形光学結晶へ基本波を前記非線形光学結晶
の光学軸に対して27.4±0.5 ゜の角度で入射し、発生し
た第２高調波を前記非線形光学結晶の光学軸に対して7
2.7±0.5 ゜の角度で再入射するリング共振器型第４高
調波発生装置とする。ｆ．なお、前記固体レーザー媒質を励起する手段として
は、LDを用いることが好ましい。さらに本発明においては、非線形光学結晶として、β−
ＢＢＯ以外に、KDP(KH₂PO₄), ADP(NH₄H₂PO₄)などを使用
することができる。

【００１２】

【作用】上述した各構成によって既に明らかなとおり、
本発明においては、非線形光学結晶で発生した第２高調
波（２ω）を、再び同じ非線形光学結晶に対し第４高調
波が発生するような角度および偏光方向を選んで入射す
ることを特徴の１つとしており、また、波長変換されず
に無駄となる基本波（ω）および未変換第２高調波（２
ω）を後述する帰還手段を介して、再び基本波の光軸に
帰還させることが特徴の第２である。従って、このよう
な特徴のゆえに、本発明第４高調波発生装置は、従来の
第４高調波発生装置では、少なくとも２ケの非線形光学
結晶が必要であったのに対し、ただ１ケの非線形光学結
晶だけで第４高調波を発生させることができる。しか
も、波長変換に使用されず無駄となる基本波（ω）およ
び第２高調波（２ω）を有効に利用することで、高い変
換効率が期待できるようになるのである。

【００１３】

【実施例】実施例１以下、本発明の好適実施例のいくつかを図を用いて説明
する。図２は、本発明の第４高調波発生装置の第１実施
例の説明図である。図中の符号5a, 5bは基本波（ω）用
の共振ミラー、6a, 6dは高調波セパレーター、6b, 6cは
基本波（ω）および高調波（２ω＋４ω）用反射ミラ
ー、８は波長変換素子、7a, 7bは位相変換装置を示す。
その他、図１と同一の符号は、同一または類似の構成を
示している。

【００１４】この図２において、レーザー光の基本波光
軸上に位置する前記基本波用ミラー5a, 5bは、固体レー
ザー媒質１から出射される基本波の共振器を構成してお
り、このミラー5bに隣接して配した高調波セパレーター
6dは、基本波を一部透過するとともに、後述する反射ミ
ラー6cによって反射した, 未変換の基本波（ω）および
高調波（２ω) と波長変換された第４高調波（４ω）を
前記高調波セパレーター6aに向けて反射させる機能をも
つ。また、図中の高調波セパレーター6aは、非線形光学
結晶８によって基本波（ω）から波長変換された高調波
（２ω）および変換されなかった基本波（ω）を、反射
ミラー6bに向けて反射するとともに、発生した第４高調
波（４ω）を完全透過する機能をもつ。なお、前記反射
ミラー6bおよび6cは、変換されなかった基本波（ω）お
よび第２高調波（２ω）を高調波セパレーター6dに向け
て反射するものである。

【００１５】次に、図中に示す位相変換装置7aは、発生
した第２高調波（２ω）を非線形光学結晶である波長変
換素子８に対して常光線として入射するように偏光面を
回転させ、さらに位相変換装置7bは、波長変換されずに
前記非線形光学結晶８を通過してきた基本波（ω）およ
び第２高調波（２ω）の位相を、基本波用ミラー5bから
出射した基本波（ω）および第２高調波と一致させるべ
く機能するものである。従って、基本波用ミラー5bから
出射した基本波（ω）および高調波セパレーター6a, 6d
間で発生した第２高調波（２ω）は、高調波セパレータ
ー6aおよび6dと反射ミラー6b, 6cとの作用により、リン
グ型共振を起こして、基本波（ω）および第２高調波
（２ω）のレーザー光を誘導増幅し、出力を高める。

【００１６】上述のような作用効果を得るために、本発
明の第４高調波発生装置では、基本波（ω）の共振光路
上には、非線形光学結晶８が、固体レーザーによる基本
波（ω）の第２高調波（２ω）が発生するような角度
（θa ）で基本波（ω）が入射するように配置されてい
る。そして、このようにして発生した最初の第２高調波
（２ω）は、高調波セパレーター6aおよび反射ミラー6b
によって位相変換装置7aを介して、再び当該非線形光学
結晶８に発生した最初の第２高調波の第２高調波（４
ω）が発生するような角度（θb ）および偏光方向より
再入射するように、波長変換手段が設けられている。

【００１７】なお、この非線形光学結晶８の第２高調波
の再入射端面および再入射したレーザー光の出射端面
は、通過するレーザー光線が鉛直に入射するように、図
１, ２に示すようなカットしたものを用いる必要があ
る。また、この非線形光学結晶８の光入射端面すべては
基本波（ω）および高調波（２ωおよび４ω）に対して
無反射コーティングを施したものである。このように構
成することによって、共振器内で誘導増幅される基本波
（ω）および第２高調波（２ω）は効率良く非線形光学
結晶８に入射し、そして、周知の非線形光学効果によっ
て、固体レーザーの第４高調波（４ω）を高調波セパレ
ーター6aから高い効率で出射させることができる。

【００１８】上記のように構成された第４高調波発生装
置を用い、固体レーザー１としてNb：YVO₄（固体レーザ
ー励起用光源として波長812nm のLD) を使用（基本波波
長1064nm) し、非線形光学結晶８としてβ−ＢＢＯを使
用したところ、光学軸に対する各入射角がθa ＝22.9°
およびθb ＝47.4°において、１ケの非線形光学結晶で
も十分に効率よく波長266nm の第４高調波が得られるこ
とが判った。

【００１９】また、固体レーザー媒質１としてNd：YAG
（固体レーザー励起用光源として波長809nm のLD) を使
用（基本波波長1064nm) し、非線形光学結晶８としてβ
−ＢＢＯを使用したところ、θa ＝22.9°およびθb ＝
47.4°とすることによって、１ケの非線形光学結晶でも
十分に効率よく波長266nm の第４高調波が得られた。

【００２０】また、固体レーザー媒質１としてNb：YAG
（固体レーザー励起用光源として波長809nm のLD) あ使
用することによって946nm の基本波を発振させたとこ
ろ、非線形光学結晶８としてβ−ＢＢＯを使用し、θa
＝24.9°およびθb ＝57.3°とすることによって、１ケ
の非線形光学結晶でも十分に効率よく波長237nm の第４
高調波が得られた。

【００２１】さらに、固体レーザー媒質１としてCr：Li
SAF （固体レーザー励起用光源として波長670NM のLD)
を使用することによって中心波長850nm の基本波を発振
させたところ、非線形光学結晶８としてβ−ＢＢＯを使
用し、θa ＝27.4°およびθb ＝72.7°とすることによ
って、１ケの非線形光学結晶でも十分に効率よく中心波
長213nm の第４高調波が得られた。

【００２２】（実施例２）図３は、本発明の第４高調波
発生装置の他の実施例の説明図である。図中の符号９は
基本波（ω）用の共振ミラー、10a , 10d は高調波セパ
レーター、10b ,10c は高調波（２ωおよび４ω）用反
射ミラーを示す。その他、図２と同一の符号は、同一ま
たは類似の構成を示す。

【００２３】この図３に示す装置において、基本波用ミ
ラー5aおよび９は、固体レーザー媒質１から出射される
基本波の共振器を構成する。高調波セパレーター10d
は、基本波を完全透過するとともに、反射ミラー10c に
よって反射した高調波（２ωおよび４ω）を高調波セパ
レーター10a に向けて反射させる。高調波セパレーター
10a は、非線形光学結晶８によって基本波（ω）から波
長変換された高調波（２ω）を反射ミラー10b に向けて
反射するとともに、発生した第４高調波（４ω）および
変換されなかった基本波（ω）を完全透過する。さら
に、反射ミラー10b, 10c は、発生した第２高調波（２
ω）を高調波セパレーター10d に向けて反射する。従っ
て、励起され固体レーザー媒質１から出射した基本波
（ω）は、基本波用ミラー5aおよび９により共振して、
基本波（ω）が誘導増幅される。さらに、高調波セパレ
ーター10a , 10d 間で発生した第２高調波（２ω）は、
高調波セパレーター10a , 10d と反射ミラー10b , 10c
により共振して、第２高調波（２ω）の光が誘導増幅さ
れる。その他の点の構成および作用に関しては、前記実
施例１に示した装置と実質的に同じであるので、ここで
は詳細な説明を省略する。この実施例においては、基本
波の共振ミラー5aおよび９内に非線形光学結晶の波長変
換素子, すなわち非線形光学結晶８を配置することによ
り、外部ミラー5bの損失を回避することができるため、
より高い変換効率で第４高調波を得ることができる。

【００２４】（実施例３）図４は、本発明４高調波発生
装置のさらに他の実施例についての説明図である。図中
の符号11a , 11f は高調波セパレーター、11b, 11c, 11
d および11e は、基本波（ω）および高調波（２ωおよ
び４ω）用反射ミラーを示す。その他、図２と同一の符
号は、同一または類似の構成を示す。この図４に示す装
置において、基本波用ミラー5a, 5bは、固体レーザー媒
質１から出射される基本波の共振器を構成している。前
記高調波セパレーター11f は、基本波を一部透過すると
ともに、反射ミラー11e によって反射した基本波（ω）
および高調波（２ωおよび４ω）を高調波セパレーター
11a に向けて反射させる。高調波セパレーター11a は、
波長変換素子８によって基本波（ω）から変換された高
調波（２ω）および変換されなかった基本波（ω）を反
射ミラー11b に向けて反射するとともに、発生した第４
高調波（４ω）を完全透過する。さらに、この反射ミラ
ー11b, 11c, 11d および11e は、変換されなかった基本
波（ω）および第２高調波（２ω）を高調波セパレータ
ー11f に向けて反射する。

【００２５】ここで、高調波セパレーター11a および反
射ミラー11b, 11cの３枚のミラーセットは、高調波セパ
レーター11a と11f の間で発生した第２高調波（２ω）
と変換されなかった基本波（ω）の偏光方向を90゜回転
させ、発生した第２高調波（２ω）を常光線として、基
本波（ω）を異常光線として、前記非線形光学結晶８に
再入射させるものである。この時、反射ミラー11c によ
って反射される第２高調波は、非線形光学結晶８によっ
てさらに第２高調波（すなわち、基本波の第４高調波：
４ω）が発生するような角度（θｂ）で反射されるよう
に配置されている。さらに、反射ミラー11d , 11e と高
調波11f の３枚のミラーセットは、変換されなかった基
本波（ω）および第２高調波（２ω）の偏光方向を再び
90゜回転させ、基本波（ω）は常光線として、第２高調
波（２ω）は異常光線として、先の非線形光学結晶８に
再入射させる。

【００２６】この時、高調波セパレーター11f は、反射
ミラー11e によって反射した基本波（ω）および高調波
（２ωおよび４ω）を、共振器5a, 5bによって発生した
基本波（ω）の光軸と一致するように配置されている。
従って、基本波（ω）は高調波セパレーター11a, 11fお
よび反射ミラー11b, 11c, 11d および11e によりリング
型共振して誘導増幅され、高調波セパレーター11a,11f
の間で効率よく第２高調波（２ω）を発生し、さらにこ
の発生した第２高調波（２ω）も前記高調波セパレータ
ー11a, 11fおよび反射ミラー11b, 11c, 11d および11e
により構成されるリング型共振器により増幅され、反射
ミラー11c, 11d の間で効率よく第２高調波の第２高調
波, すなわち、第４高調波（４ω）を発生する。

【００２７】すなわち、この実施例では、位相変換装置
7a, 7bを用いていない点を除いて、他は前記実施例１に
おける装置と基本的な作用および構成が同じである。ま
た、この実施例においては、全ての反射ミラーが非線形
光学結晶の外部に配置されているが、非線形光学結晶自
身の端面を反射ミラーの一部として構成することが可能
であり、より部品点数の少ないコンパクトな構成にする
こともできる。

【００２８】（実施例４）図５は、本発明の第４高調波
発生装置のさらに他の実施例についての説明図である。
図中の符号12は基本波（ω）用の共振ミラー、13a, 13f
は高調波セパレーター、13b, 13c, 13d および13e は高
調波（２ωおよび４ω）用反射ミラーを示す。その他、
図２と同一の符号は、同一または類似の構成を示す。こ
の図５に示す装置において、基本波用ミラー5aおよび12
は、固体レーザー媒質１から出射される基本波の共振器
を構成している。前記高調波セパレーター13f は、基本
波を完全透過するとともに、反射ミラー13e によって反
射した高調波（２ωおよび４ω）を高調波セパレーター
13a に向けて反射させる。高調波セパレーター13a は、
波長変換素子８によって基本波（ω）から波長変換され
た高調波（２ω）を反射ミラー13b に向けて反射すると
ともに、発生した第４高調波および変換されなかった基
本波（ω）を完全透過する。さらに、反射ミラー13b, 1
3c, 13d および13e は、高調波セパレーター(13f, 13a)
の間で発生した第２高調波（２ω）を高調波セパレータ
ー13f に向けて反射する。ここで、高調波セパレーター
13a および反射ミラー13b および13c の３枚のミラーセ
ットは、第２高調波（２ω）の偏光方向を90゜回転さ
せ、非線形光学結晶８に常光線としてθb の入射角度で
再入射させる。さらに、高調波セパレーター13f および
反射ミラー13d および13e の３枚のミラーセットは、第
４高調波に変換されなかった第２高調波（２ω）の偏光
方向を再び90゜回転させ、先の非線形光学結晶８に異常
光線として再入射させる。

【００２９】ところで、前記高調波セパレーター13f
は、反射ミラー13e によって反射した高調波（２ωおよ
び４ω）を、高調波セパレーター13f, 13aの間で発生す
る高調波（２ω）の光軸と一致するように配置されてい
る。従って、基本波（ω）は、共振ミラー5aおよび12に
よって定在波型共振して誘導増幅され、高調波セパレー
ター13f および13a の間で効率よく第２高調波（２ω）
を発生し、さらに発生した第２高調波（２ω）は高調波
セパレーター13a, 13fおよび反射ミラー13b, 13c, 13d
および13e によりリング型共振して増幅され、反射ミラ
ー13c および13dの間で効率よく第２高調波の第２高調
波( すなわち、第４高調波：４ω）を発生する。

【００３０】すなわち、この実施例では、位相変換装置
7aおよび7bを用いていない点を除いては、前記実施例２
における装置と基本的な作用および構成が同じである。
また、この実施例においては、基本波の共振ミラー5aお
よび12内に非線形光学結晶８を配置することにより、外
部ミラー5bの損失を回避することができ、さらに図５で
は、反射ミラーを非線形光学結晶の外部に配置している
が、非線形光学結晶端面にこれらの反射ミラーを構成す
ることが可能であるために、部品点数を少なくすること
ができる。従って、よりコンパクトで、高い（２倍以
上）変換効率で第４高調波を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
ケの波長変換素子だけで第４高調波を高い変換効率で発
生させることができ、さらに、安価でコンパクトな第４
高調波発生装置を構成することが可能となる。従って、
フォトリソグラフィー等の用途以外にも応用範囲が拡大
するという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来の第４高調波発生装置の説明図。

【図２】図２は、本発明の第４高調波発生装置の説明
図。

【図３】図３は、本発明の他の実施形態である第４高調
波発生装置の説明図。

【図４】図４は、本発明のさらに他の実施形態である第
４高調波発生装置の説明図。

【図５】図５は、本発明のさらに他の実施形態である第
４高調波発生装置の説明図。

【符号の説明】

１固体レーザー媒質２波長変換素子３波長変換素子 4a, 4b 反射ミラー 5a, 5b 基本波用ミラー 6a, 6b 高調波セパレーター 6c, 6d 基本波および高調波用反射ミラー 7a, 7b 位相変換装置８非線形光学結晶（波長変換素子）９基本波用共振ミラー 10a, 10d 高調波セパレーター 10b, 10c 高調波用反射ミラー 11a, 11f 高調波セパレーター 11b, 11c, 11d, 11e 基本波および高調波用反射ミラー 12 基本波用共振ミラー 13a, 13f 高調波セパレーター 13b, 13c, 13d, 13e 高調波用反射ミラー θa ：基本波を第２高調波に変換するための光学軸から
のずれ角 θb ：第２高調波を第４高調波に変換するための光学軸
からのずれ角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基本波レーザー光を出力する固体レーザ
ー装置と、この装置から発振されるレーザー光の光軸上
に配置される非線形光学結晶と、この非線形光学結晶で
発生する第２高調波を再び同一の該非線形光学結晶に常
光線として入射させて第４高調波を発生させるための波
長変換手段と、前記非線形光学結晶の第４高調波出力側
に配置される, 波長変換しないレーザー光を基本波レー
ザー光の光軸上に、第４高調波とともに帰還させるため
の帰還手段と、を設けてなる第４高調波発生装置。
【請求項２】主としてレーザー光を出力する固体レー
ザー装置とこの装置から発振されるレーザー光の光軸上
に配置される非線形光学結晶とで構成されるものにおい
て、前記非線形光学結晶から出射する第２次高調波を含
むレーザー光をこの非線形光学結晶に常光線として入射
させる位相変換手段と、この非線形光学結晶から第４高
調波を発生させる角度で再度入射させるための高調波セ
パレーターおよび反射体とからなる波長変換手段を設
け、さらにこの非線形光学結晶から発生した第４次高調
波を含むレーザー光を前記レーザー光の位相と一致させ
るための位相変換手段と、光軸合わせのための高調波セ
パレーターおよびこの高調波セパレーターに反射させる
ための反射体とからなる帰還手段を設けたことを特徴と
する第４高調波発生装置。
【請求項３】主としてレーザー光を出力する固体レー
ザー媒質と非線形光学結晶を基本波の共振器内に配置し
てなるものにおいて、前記非線形光学結晶から出射する
第２次高調波を含むレーザー光をこの非線形光学結晶に
常光線として入射させる位相変換手段と、この非線形光
学結晶から第４高調波を発生させる角度で再度入射させ
るための高調波セパレーターおよび反射体とからなる波
長変換手段を設け、さらにこの非線形光学結晶から発生
した第４次高調波を含むレーザー光を前記レーザー光の
位相と一致させるための位相変換手段と、光軸合わせの
ための高調波セパレーターおよびこの高調波セパレータ
ーに反射させるための反射体とからなる帰還手段を設け
たことを特徴とする第４高調波発生装置。
【請求項４】前記位相変換手段として、１／２波長板
を使用する請求項１または２に記載の第４高調波発生装
置。
【請求項５】前記位相変換手段として、３枚のミラー
を使用する請求項１または２に記載の第４高調波発生装
置。