JPH06160917A - 波長変換レーザ装置 - Google Patents
波長変換レーザ装置Info
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- JPH06160917A JPH06160917A JP4306999A JP30699992A JPH06160917A JP H06160917 A JPH06160917 A JP H06160917A JP 4306999 A JP4306999 A JP 4306999A JP 30699992 A JP30699992 A JP 30699992A JP H06160917 A JPH06160917 A JP H06160917A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 調整が簡単な光学系を持ちかつ従来のものに
比べて小型の波長変換レーザを提供する。 【構成】 二次の非線形光学効果を生じるゲイン媒質を
光学共振器内に具備した波長変換レーザ装置において、
前記光学共振器内にレーザ発振光の波長を選択するファ
ブリーペローエタロンが設けられていることを特徴とす
る。
比べて小型の波長変換レーザを提供する。 【構成】 二次の非線形光学効果を生じるゲイン媒質を
光学共振器内に具備した波長変換レーザ装置において、
前記光学共振器内にレーザ発振光の波長を選択するファ
ブリーペローエタロンが設けられていることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体レーザ励
起第二高調波発生による小型固体緑色光レーザや、パラ
メトリック増幅用光学共振器や、和周波波長変換素子等
として用いられる波長変換レーザ装置に関するものであ
る。
起第二高調波発生による小型固体緑色光レーザや、パラ
メトリック増幅用光学共振器や、和周波波長変換素子等
として用いられる波長変換レーザ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の波長変換レーザ装置の一
例として、ネオジウムと酸化マグネシウムとを添加した
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 ）を用
いた第二高調波発生波長変換レーザ装置の概略的構成を
示す。
例として、ネオジウムと酸化マグネシウムとを添加した
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 ）を用
いた第二高調波発生波長変換レーザ装置の概略的構成を
示す。
【０００３】図６において、参照符号２および５は励起
光波長（８１３ｎｍ）とレーザ発振光の第二高調波波長
（５４６．５ｎｍ）とを透過させる一方でレーザ発振波
長（１０９３ｎｍ）を反射するダイクロイック・ミラー
である。また、参照符号３は図に示したような互いに直
交する結晶軸ａ，ｂ，ｃを持ち、かつ軸線方向の両端を
光学研磨したＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶であ
る。参照符号４はレーザ発振波長の常光線を完全に透過
するよう調整されたブリュースター板であり、これら参
照符号２，３，４および５によって示された部材が一体
となって光学共振器を構成する。さらに、参照符号１は
発振波長８１３ｎｍの半導体レーザであり、６は単結晶
３の温度を調節する温度調整器である。また、参照符号
７は励起光、８はレーザ発振光、そして９は第二高調波
である。
光波長（８１３ｎｍ）とレーザ発振光の第二高調波波長
（５４６．５ｎｍ）とを透過させる一方でレーザ発振波
長（１０９３ｎｍ）を反射するダイクロイック・ミラー
である。また、参照符号３は図に示したような互いに直
交する結晶軸ａ，ｂ，ｃを持ち、かつ軸線方向の両端を
光学研磨したＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶であ
る。参照符号４はレーザ発振波長の常光線を完全に透過
するよう調整されたブリュースター板であり、これら参
照符号２，３，４および５によって示された部材が一体
となって光学共振器を構成する。さらに、参照符号１は
発振波長８１３ｎｍの半導体レーザであり、６は単結晶
３の温度を調節する温度調整器である。また、参照符号
７は励起光、８はレーザ発振光、そして９は第二高調波
である。
【０００４】Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶は、レ
ーザのゲイン媒質として作用するもので、第二高調波発
生、和周波発生、パラメトリック増幅などの二次の非線
形光学効果を生じる単結晶である。上述の構成では、こ
のような単結晶は第二高調波を発生するゲイン媒質とし
て使用される。この単結晶の誘導放出断面積には偏光方
向依存性がある。つまり、誘導放出断面積が最大値を示
す波長は、常光では１０９３ｎｍであるが、異常光では
１０８４ｎｍである。また、誘導放出断面積の最大値
は、常光に対する場合が、異常光に対する場合より小さ
い（Ｔ．Ｙ．Ｆａｎ ｅｔ ａｌ．，“Ｎｄ：ＭｇＯ：
ＬｉＮｂＯ3 ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄ ｌａ
ｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａ
ｍ．Ｂ，ｖｏｌ．３（１），Ｐ１４０（１９８６））。
しかし異常光でレーザ発振した場合は、異常光と常光の
屈折率分散特性から、レーザ発振光を基本波とする第二
高調波発生のための位相整合がとれない。したがって、
常光で発振した場合にのみ位相整合がとれ、高効率な第
二高調波発生が達成可能となる。上述の構成系において
は、常光でレーザ発振させるために透過率に偏光依存性
のあるブリュースター板４を共振器内に挿入し、またこ
のブリュースター板４の面がレーザ発振光８の光軸に対
して一定の角度（ブリュースター角）となるように配置
している。その結果、半導体レーザ１で単結晶３を励起
しゲイン媒質として発光させる場合、波長１０９３ｎｍ
の常光のみが増幅されてレーザ発振する。さらに温度調
整器６による温度調整により位相整合がとれれば、単結
晶３はレーザ発振波の第二高調波を高効率で発生する。
ーザのゲイン媒質として作用するもので、第二高調波発
生、和周波発生、パラメトリック増幅などの二次の非線
形光学効果を生じる単結晶である。上述の構成では、こ
のような単結晶は第二高調波を発生するゲイン媒質とし
て使用される。この単結晶の誘導放出断面積には偏光方
向依存性がある。つまり、誘導放出断面積が最大値を示
す波長は、常光では１０９３ｎｍであるが、異常光では
１０８４ｎｍである。また、誘導放出断面積の最大値
は、常光に対する場合が、異常光に対する場合より小さ
い（Ｔ．Ｙ．Ｆａｎ ｅｔ ａｌ．，“Ｎｄ：ＭｇＯ：
ＬｉＮｂＯ3 ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄ ｌａ
ｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ”，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａ
ｍ．Ｂ，ｖｏｌ．３（１），Ｐ１４０（１９８６））。
しかし異常光でレーザ発振した場合は、異常光と常光の
屈折率分散特性から、レーザ発振光を基本波とする第二
高調波発生のための位相整合がとれない。したがって、
常光で発振した場合にのみ位相整合がとれ、高効率な第
二高調波発生が達成可能となる。上述の構成系において
は、常光でレーザ発振させるために透過率に偏光依存性
のあるブリュースター板４を共振器内に挿入し、またこ
のブリュースター板４の面がレーザ発振光８の光軸に対
して一定の角度（ブリュースター角）となるように配置
している。その結果、半導体レーザ１で単結晶３を励起
しゲイン媒質として発光させる場合、波長１０９３ｎｍ
の常光のみが増幅されてレーザ発振する。さらに温度調
整器６による温度調整により位相整合がとれれば、単結
晶３はレーザ発振波の第二高調波を高効率で発生する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の波長変換レーザ装置では、ブリュースター板の面
とレーザ発振光の光軸とのなす角度を精密に調整するこ
とが必要であった。また共振器内にブリュースター板を
配置するために装置の小型化が困難であった。
従来の波長変換レーザ装置では、ブリュースター板の面
とレーザ発振光の光軸とのなす角度を精密に調整するこ
とが必要であった。また共振器内にブリュースター板を
配置するために装置の小型化が困難であった。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、調整が簡単な光学系を持ちかつ従来
のものに比べて小型の波長変換レーザを提供することを
目的とする。
になされたもので、調整が簡単な光学系を持ちかつ従来
のものに比べて小型の波長変換レーザを提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明における構成系では、誘導放出断面積が最大
値となる偏光以外の偏光で発振させるために、特定の偏
光状態に対する誘導放出断面積が最大となる波長は偏光
状態によって異なる点を利用する。具体的には共振器内
に一対のミラーを高い平行度で対向させたファブリーペ
ローエタロンを挿入することにより、共振器内に常光の
レーザ発振モードを形成することを特徴とする。
め、本発明における構成系では、誘導放出断面積が最大
値となる偏光以外の偏光で発振させるために、特定の偏
光状態に対する誘導放出断面積が最大となる波長は偏光
状態によって異なる点を利用する。具体的には共振器内
に一対のミラーを高い平行度で対向させたファブリーペ
ローエタロンを挿入することにより、共振器内に常光の
レーザ発振モードを形成することを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明の波長変換レーザ装置は、二次の非線形
光学効果の位相整合をとりうる偏波のレーザ光をファブ
リーペローエタロンによる波長選択で発振させるものな
ので、これまでには達成できなかった波長変換レーザ装
置の光学系調整の簡便さと、その装置の小型化とが可能
となる。
光学効果の位相整合をとりうる偏波のレーザ光をファブ
リーペローエタロンによる波長選択で発振させるものな
ので、これまでには達成できなかった波長変換レーザ装
置の光学系調整の簡便さと、その装置の小型化とが可能
となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１０】本発明の第二高調波発生波長変換レーザ装
置の一実施例の概略的構成を図１に示す。この図におい
て、参照符号１０２は、励起光波長（８１３ｎｍ）とレ
ーザ発振光の第二高調波波長（５４６．５ｎｍ）とに相
当する部分を透過する一方でレーザ発振波長（１０９３
ｎｍ）に相当する部分を反射するダイクロイック・ミラ
ーである。また参照符号１０３は、図に示したような互
いに直交する結晶軸ａ，ｂ，ｃを持ち、両端を光学研磨
したＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶である。この結
晶の一端面は平面研磨されており、また他方の端面は結
晶長より若干長い曲率半径を持つ球面状に研磨されてい
る。この単結晶１０３の平面状端面とダイクロイック・
ミラー１０２とは所定の間隔ｄ／２をあけて平行に配置
されることによって、ファブリーペローエタロン１０４
を形成している。またＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結
晶１０３の球面状端面にはダイクロイック・ミラー１０
２と同じ機能を有する別のダイクロイック・ミラー１０
５が蒸着されている。上記のダイクロイック・ミラー１
０２，単結晶１０３，ファブリーペローエタロン１０
４、そしてダイクロイック・ミラー１０５は一体となっ
て光学共振器を構成する。さらに、参照符号１０１は発
振波長８１３ｎｍの半導体レーザであり、１０６は単結
晶１０３の温度を調節する温度調整器である。また、参
照符号１０７は励起光、１０８はレーザ発振光、１０９
は第二高調波である。
置の一実施例の概略的構成を図１に示す。この図におい
て、参照符号１０２は、励起光波長（８１３ｎｍ）とレ
ーザ発振光の第二高調波波長（５４６．５ｎｍ）とに相
当する部分を透過する一方でレーザ発振波長（１０９３
ｎｍ）に相当する部分を反射するダイクロイック・ミラ
ーである。また参照符号１０３は、図に示したような互
いに直交する結晶軸ａ，ｂ，ｃを持ち、両端を光学研磨
したＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶である。この結
晶の一端面は平面研磨されており、また他方の端面は結
晶長より若干長い曲率半径を持つ球面状に研磨されてい
る。この単結晶１０３の平面状端面とダイクロイック・
ミラー１０２とは所定の間隔ｄ／２をあけて平行に配置
されることによって、ファブリーペローエタロン１０４
を形成している。またＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結
晶１０３の球面状端面にはダイクロイック・ミラー１０
２と同じ機能を有する別のダイクロイック・ミラー１０
５が蒸着されている。上記のダイクロイック・ミラー１
０２，単結晶１０３，ファブリーペローエタロン１０
４、そしてダイクロイック・ミラー１０５は一体となっ
て光学共振器を構成する。さらに、参照符号１０１は発
振波長８１３ｎｍの半導体レーザであり、１０６は単結
晶１０３の温度を調節する温度調整器である。また、参
照符号１０７は励起光、１０８はレーザ発振光、１０９
は第二高調波である。
【００１１】次に、本実施例の第二高調波発生波長変換
レーザ装置の動作を図１に従って説明する。
レーザ装置の動作を図１に従って説明する。
【００１２】図の構成系において、半導体レーザ１０１
の一端面からの出射光はダイクロイック・ミラー１０２
を透過して単結晶１０３に吸収される。励起された単結
晶１０３からの発光が共振器内の定在波モードを誘起し
てレーザ発振を生ずる。そこで共振器に誘起されるモー
ドの波長について考察する。
の一端面からの出射光はダイクロイック・ミラー１０２
を透過して単結晶１０３に吸収される。励起された単結
晶１０３からの発光が共振器内の定在波モードを誘起し
てレーザ発振を生ずる。そこで共振器に誘起されるモー
ドの波長について考察する。
【００１３】Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 の誘導放出断
面積は複数の波長で値を持つが、レーザ発振するのは最
もしきい値の低い波長である。レーザのしきい値Ｐ
thは、
面積は複数の波長で値を持つが、レーザ発振するのは最
もしきい値の低い波長である。レーザのしきい値Ｐ
thは、
【００１４】
【数１】Pth ∝δ／η δ：共振器を１周したときのロス（指数値） η：誘導放出断面積 である。ここで異常光でηが最大になる波長は１．０８
４μｍでη＝１．８×１０-19 ｃｍ2 であり、常光で最
大になるのは１．０９３μｍでη＝０．６×１０-19 ｃ
ｍ2 である（引用参考文献：Ｔ．Ｙ．Ｆａｎ ｅｔ ａ
ｌ，“Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 ｓｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙ ａｎｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ”，
Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，ｖｏｌ．３（１），
ｐ．１４０（１９８６））。本発明ではηの最大値が小
さい常光で発振させるために、反射率が波長依存するフ
ァブリーペローエタロン１０４を用いて発振波長を選択
する。ファブリーペローエタロン１０４の挿入されてい
ない通常のレーザ共振器δでは、
４μｍでη＝１．８×１０-19 ｃｍ2 であり、常光で最
大になるのは１．０９３μｍでη＝０．６×１０-19 ｃ
ｍ2 である（引用参考文献：Ｔ．Ｙ．Ｆａｎ ｅｔ ａ
ｌ，“Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 ｓｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙ ａｎｄ ｌａｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ”，
Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ，ｖｏｌ．３（１），
ｐ．１４０（１９８６））。本発明ではηの最大値が小
さい常光で発振させるために、反射率が波長依存するフ
ァブリーペローエタロン１０４を用いて発振波長を選択
する。ファブリーペローエタロン１０４の挿入されてい
ない通常のレーザ共振器δでは、
【００１５】
【数２】δ＝ 2αL −log R1 R2 α：結晶による発振光の受動的損失 Ｌ：結晶長 R1：レーザ共振器前方ミラーの反射率 R2：レーザ共振器後方ミラーの反射率 となる。本実施例では共振器前部での反射率はＲ1 でな
く、ファブリーペローエタロン１０４からの反射率Ｒe
を使うので、δは波長依存性を示す。
く、ファブリーペローエタロン１０４からの反射率Ｒe
を使うので、δは波長依存性を示す。
【００１６】Ｒe はガウシアンビームのカップリングを
考慮した理論から、
考慮した理論から、
【００１７】
【数３】
【００１８】と書き表すことができる。例えばｄ＝１０
５．１５μｍの場合のＲe の波長依存性は図２のように
計算される。ここで、Ｒe ＝９６．２％（１．０８４μ
ｍ），９９．８％（１．０９３μｍ）である。αは０．
０７４ｄＢ／ｃｍと測定されており、Ｌの大きさは４ｍ
ｍである。これらから下記のように計算できる。
５．１５μｍの場合のＲe の波長依存性は図２のように
計算される。ここで、Ｒe ＝９６．２％（１．０８４μ
ｍ），９９．８％（１．０９３μｍ）である。αは０．
０７４ｄＢ／ｃｍと測定されており、Ｌの大きさは４ｍ
ｍである。これらから下記のように計算できる。
【００１９】 波長，偏光 1.084 μm ，異常光 1.093 μm ，常光 δ(dB) 0.231 0.072 δ／η(dB/cm2) 1.28×1018 1.20×1018 したがって、しきい値Ｐth（Ｐthはδ／ηに比例）が異
常光の１．０８４μｍより低い、常光の１．０９３μｍ
で発振する。
常光の１．０８４μｍより低い、常光の１．０９３μｍ
で発振する。
【００２０】例にあげたｄやＬの値以外の場合や、ファ
ブリーペローエタロン１０４の両面が平行でなく角度を
付けた場合でも、常光におけるδ／ηが異常光における
場合より小さくなれば、常光でレーザ発振する。
ブリーペローエタロン１０４の両面が平行でなく角度を
付けた場合でも、常光におけるδ／ηが異常光における
場合より小さくなれば、常光でレーザ発振する。
【００２１】以上のように本実施例では、従来のブリュ
ースター板による方法と異なり、角度調整が不要でかつ
小型化しうる装置構成で常光発振を達成した。
ースター板による方法と異なり、角度調整が不要でかつ
小型化しうる装置構成で常光発振を達成した。
【００２２】ゲイン媒質として、図１に示した実施例で
は、バルクのＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶を用い
たが図３に示すように単結晶からなるファイバを用いて
本発明の構成をとることも可能である。ここで参照符号
３０１は励起光３０７（８１３ｎｍ）を出射する半導体
レーザである。また参照符号３０２および３０５はファ
イバ中に閉じ込められているレーザ発振光３０８（１０
９３ｎｍ）を反射しかつ励起光と第二高調波３０９（５
４６．５ｎｍ）を透過するダイクロイック・ミラーであ
る。さらに参照符号３０３は両端が光学研磨されたＮ
ｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶ファイバである。この
ファイバ３０３の後端３０４はダイクロイック・ミラー
３０５と一体となってファブリーペローエタロン３０６
となる。したがって、これらが一体となって光学共振器
が構成される。なお、単結晶ファイバ３０３は全体が均
一な温度に調整される。
は、バルクのＮｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶を用い
たが図３に示すように単結晶からなるファイバを用いて
本発明の構成をとることも可能である。ここで参照符号
３０１は励起光３０７（８１３ｎｍ）を出射する半導体
レーザである。また参照符号３０２および３０５はファ
イバ中に閉じ込められているレーザ発振光３０８（１０
９３ｎｍ）を反射しかつ励起光と第二高調波３０９（５
４６．５ｎｍ）を透過するダイクロイック・ミラーであ
る。さらに参照符号３０３は両端が光学研磨されたＮ
ｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶ファイバである。この
ファイバ３０３の後端３０４はダイクロイック・ミラー
３０５と一体となってファブリーペローエタロン３０６
となる。したがって、これらが一体となって光学共振器
が構成される。なお、単結晶ファイバ３０３は全体が均
一な温度に調整される。
【００２３】さらに図４に示すように、リング構造の光
学共振器を用い、単結晶に導波路を形成したゲイン媒質
を用いても上述の実施例と同様の効果が得られる。ここ
で、参照符号４０１は励起光４０８（８１３ｎｍ）を出
射する半導体レーザである。また参照符号４０２および
４０４は励起光と第二高調波４１０（５４６．５ｎｍ）
とを透過しかつレーザ発振波４０９（１０９３ｎｍ）を
反射することを特徴とするダイクロイック・ミラーであ
る。さらに参照符号４０３は両端を光学研磨し、図に示
した結晶軸を持ち、チタン拡散により導波路を形成した
Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶、４０５は波長選択
を行う一対のミラーからなるファブリーペローエタロ
ン、そして４０６はレーザ発振波を反射するダイクロイ
ック・ミラーである。したがって、これらが一体となっ
て光学共振器が構成される。なお、参照符号４０７は単
結晶４０３の温度調整器である。
学共振器を用い、単結晶に導波路を形成したゲイン媒質
を用いても上述の実施例と同様の効果が得られる。ここ
で、参照符号４０１は励起光４０８（８１３ｎｍ）を出
射する半導体レーザである。また参照符号４０２および
４０４は励起光と第二高調波４１０（５４６．５ｎｍ）
とを透過しかつレーザ発振波４０９（１０９３ｎｍ）を
反射することを特徴とするダイクロイック・ミラーであ
る。さらに参照符号４０３は両端を光学研磨し、図に示
した結晶軸を持ち、チタン拡散により導波路を形成した
Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶、４０５は波長選択
を行う一対のミラーからなるファブリーペローエタロ
ン、そして４０６はレーザ発振波を反射するダイクロイ
ック・ミラーである。したがって、これらが一体となっ
て光学共振器が構成される。なお、参照符号４０７は単
結晶４０３の温度調整器である。
【００２４】また図５に示したような、和周波発生波長
変換レーザ装置においても上述の実施例と同様な効果が
得られる。この図において、参照符号５０２は励起光波
長（８１３ｎｍ）と信号光波長（１．３μｍ）を透過し
かつレーザ発振波長（１０９３ｎｍ）を反射するダイク
ロイック・ミラーである。また、参照符号５０３は図に
示したような結晶軸を持ち、両端を光学研磨したＮｄ：
ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3単結晶である。この結晶の端面は
平面研磨されており、もう一方の端面は結晶長よりｄ／
２をあけて平行に配置され、ファブリーペローエタロン
５０４を形成している。また結晶５０３の球面にはダイ
クロイック・ミラー５０２の機能を有し、さらに和周波
波長（５９０ｎｍ）透過する別のダイクロイック・ミラ
ー５０５が蒸着されている。したがって、これらのもの
が一体となって光学共振器を構成する。さらに、参照符
号５０１は発振波長８１３ｎｍの半導体レーザであり、
５０６は単結晶５０３の温度を調節する温度調整器であ
り、また５０７は信号光波長（１．３μｍ）を透過しか
つ励起光波長（８１３ｎｍ）を反射するダイクロイック
・ミラーである。参照符号５０８および５０９は、それ
ぞれ信号光および励起光であり、これらはダイクロイッ
ク・ミラー５０７によって合波される。また、参照符号
５１０はレーザ発振光、５１１は和周波である。この図
５に示されたレーザは、上記の４例と同様に、ファブリ
ーペローエタロンの働きにより常光発振する。Ｎｄ：Ｍ
ｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶に入射する信号光（常光）は
共振器内のレーザ光（常光）と共に二次の非線形光学効
果を生じ、和周波（異常光）を発生する。
変換レーザ装置においても上述の実施例と同様な効果が
得られる。この図において、参照符号５０２は励起光波
長（８１３ｎｍ）と信号光波長（１．３μｍ）を透過し
かつレーザ発振波長（１０９３ｎｍ）を反射するダイク
ロイック・ミラーである。また、参照符号５０３は図に
示したような結晶軸を持ち、両端を光学研磨したＮｄ：
ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3単結晶である。この結晶の端面は
平面研磨されており、もう一方の端面は結晶長よりｄ／
２をあけて平行に配置され、ファブリーペローエタロン
５０４を形成している。また結晶５０３の球面にはダイ
クロイック・ミラー５０２の機能を有し、さらに和周波
波長（５９０ｎｍ）透過する別のダイクロイック・ミラ
ー５０５が蒸着されている。したがって、これらのもの
が一体となって光学共振器を構成する。さらに、参照符
号５０１は発振波長８１３ｎｍの半導体レーザであり、
５０６は単結晶５０３の温度を調節する温度調整器であ
り、また５０７は信号光波長（１．３μｍ）を透過しか
つ励起光波長（８１３ｎｍ）を反射するダイクロイック
・ミラーである。参照符号５０８および５０９は、それ
ぞれ信号光および励起光であり、これらはダイクロイッ
ク・ミラー５０７によって合波される。また、参照符号
５１０はレーザ発振光、５１１は和周波である。この図
５に示されたレーザは、上記の４例と同様に、ファブリ
ーペローエタロンの働きにより常光発振する。Ｎｄ：Ｍ
ｇＯ：ＬｉＮｂＯ3 単結晶に入射する信号光（常光）は
共振器内のレーザ光（常光）と共に二次の非線形光学効
果を生じ、和周波（異常光）を発生する。
【００２５】ゲイン媒質として、ネオジウムのみを添加
したＬｉＮｂＯ3 ，ネオジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）を
添加したＬｉＮｂＯ3 ，ネオジウムと酸化スカンジウム
（Ｓｃ2 Ｏ3 ）を添加したＬｉＮｂＯ3 ，ネオジウム・
イットリウム・アルミニウム・ボレート（Ｎｄx Ｙ1-x
Ａｌ3 （ＢＯ3 ）4 ：ＮＹＡＢ）などを用いた波長変換
レーザ装置にも本発明の構成が適用できる。
したＬｉＮｂＯ3 ，ネオジウムと酸化亜鉛（ＺｎＯ）を
添加したＬｉＮｂＯ3 ，ネオジウムと酸化スカンジウム
（Ｓｃ2 Ｏ3 ）を添加したＬｉＮｂＯ3 ，ネオジウム・
イットリウム・アルミニウム・ボレート（Ｎｄx Ｙ1-x
Ａｌ3 （ＢＯ3 ）4 ：ＮＹＡＢ）などを用いた波長変換
レーザ装置にも本発明の構成が適用できる。
【００２６】波長変換を引き起こす二次の非線形光学効
果として、第二高調波発生や和周波発生に限らず、パラ
メトリック変換を利用する場合でも、同様の構成が使え
る。
果として、第二高調波発生や和周波発生に限らず、パラ
メトリック変換を利用する場合でも、同様の構成が使え
る。
【００２７】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは言うまでもない。
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能
であることは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、レーザ共振器内にレーザ発振波の波長を選択するフ
ァブリーペローエタロンを挿入することにより、二次の
非線形光学効果を生じ、位相整合のとれる偏光方向と誘
導放出断面積が最大となる偏光方向の異なるゲイン媒質
を利用する波長変換レーザ装置において、これまで到達
できなかった、光学系調整の簡便さと、装置の小型化と
を実現できる利点がある。
ば、レーザ共振器内にレーザ発振波の波長を選択するフ
ァブリーペローエタロンを挿入することにより、二次の
非線形光学効果を生じ、位相整合のとれる偏光方向と誘
導放出断面積が最大となる偏光方向の異なるゲイン媒質
を利用する波長変換レーザ装置において、これまで到達
できなかった、光学系調整の簡便さと、装置の小型化と
を実現できる利点がある。
【００２９】
【図１】ファブリーペロー共振器を持ちかつ第二高調波
発生を利用する本発明の波長変換レーザ装置で一実施例
の概略的構成を説明するための図である。
発生を利用する本発明の波長変換レーザ装置で一実施例
の概略的構成を説明するための図である。
【図２】図１におけるファブリーペローエタロン１０４
の波長対反射率特性計算値を示す図である。
の波長対反射率特性計算値を示す図である。
【図３】ファブリーペロー共振器を持ち、単結晶ファイ
バをゲイン媒質にし、第二高調波発生を利用する本発明
の波長変換レーザ装置の第二の実施例の概略的構成を説
明するための図である。
バをゲイン媒質にし、第二高調波発生を利用する本発明
の波長変換レーザ装置の第二の実施例の概略的構成を説
明するための図である。
【図４】リング共振器を持ち導波路構造を持つゲイン媒
質を使用し、第二高調波発生を利用する本発明の波長変
換レーザ装置の第三の実施例の概略的構成を説明するた
めの図である。
質を使用し、第二高調波発生を利用する本発明の波長変
換レーザ装置の第三の実施例の概略的構成を説明するた
めの図である。
【図５】ファブリーペロー共振器を持ち、和周波発生を
利用する本発明の波長変換レーザの第四の実施例の概略
的構成を説明するための図である。
利用する本発明の波長変換レーザの第四の実施例の概略
的構成を説明するための図である。
【図６】従来の第二高調波発生を利用する従来の波長変
換レーザ装置の概略的構成を説明するための図である。
換レーザ装置の概略的構成を説明するための図である。
１，１０１，３０１，４０１，５０１ 半導体レーザ ２，５，１０２，１０５，３０２，３０５，４０２，４
０４，４０６，５０２，５０５，５０７ ダイクロイッ
ク・ミラー ３，１０３，３０３，４０３，５０３ 二次の非線形光
学効果を生じるゲイン媒質 ４ ブリュースター板 ６，１０６，４０７，５０６ 温度調整器 ７，１０７，３０７，４０８，５０９ 励起光 ８，１０８，３０８，４０９，５１０ レーザ発振光 ９，１０９，３０９，４１０ 第二高調波 １０４，３０６，４０５，５０４ ファブリーペローエ
タロン ５０８ 信号光 ５１１ 和周波
０４，４０６，５０２，５０５，５０７ ダイクロイッ
ク・ミラー ３，１０３，３０３，４０３，５０３ 二次の非線形光
学効果を生じるゲイン媒質 ４ ブリュースター板 ６，１０６，４０７，５０６ 温度調整器 ７，１０７，３０７，４０８，５０９ 励起光 ８，１０８，３０８，４０９，５１０ レーザ発振光 ９，１０９，３０９，４１０ 第二高調波 １０４，３０６，４０５，５０４ ファブリーペローエ
タロン ５０８ 信号光 ５１１ 和周波
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横尾 篤 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 二次の非線形光学効果を生じるゲイン媒
質を光学共振器内に具備した波長変換レーザ装置におい
て、 前記光学共振器内にレーザ発振光の波長を選択するファ
ブリーペローエタロンが設けられていることを特徴とす
る波長変換レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4306999A JPH06160917A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 波長変換レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4306999A JPH06160917A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 波長変換レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160917A true JPH06160917A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=17963799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4306999A Pending JPH06160917A (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 波長変換レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160917A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017156689A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社東芝 | 共振器および量子計算機 |
| CN110244498A (zh) * | 2018-05-09 | 2019-09-17 | 中国科学院理化技术研究所 | 非线性频率转换晶体 |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP4306999A patent/JPH06160917A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017156689A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社東芝 | 共振器および量子計算機 |
| CN110244498A (zh) * | 2018-05-09 | 2019-09-17 | 中国科学院理化技术研究所 | 非线性频率转换晶体 |
| CN110244498B (zh) * | 2018-05-09 | 2022-04-22 | 中国科学院理化技术研究所 | 非线性频率转换晶体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20031224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |