JPH0618950A - Higher harmonic generator - Google Patents

Higher harmonic generator

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JPH0618950A
JPH0618950A JP19772992A JP19772992A JPH0618950A JP H0618950 A JPH0618950 A JP H0618950A JP 19772992 A JP19772992 A JP 19772992A JP 19772992 A JP19772992 A JP 19772992A JP H0618950 A JPH0618950 A JP H0618950A
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JP
Japan
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incident
light
resonance
laser light
monolithic resonator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19772992A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Takano
芳伸 高野
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0618950A publication Critical patent/JPH0618950A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the output and efficiency of the second harmonic generator and to enable miniaturization and operation stable over a long period of time by providing a laser beam source which oscillates at a specific mode and a monolithic type resonator. CONSTITUTION:A laser beam of 860nm wavelength, a single mode or single transverse mode and decreased astigmatisms is emitted from a semiconductor laser diode(LD) 12. This laser beam is made incident as a basic wave 29 on the monolithic type resonator 15 provided in proximity at <=1.5mm distance. While the basic wave 29 may be a circular beam or elliptic beam, the basic wave having a small spreading angle is more preferable. The basic wave 29 is made incident on the inside of the monolithic type resonator 15 from the incident point A on a spherical mirror 15b and is amplified as resonance light 30 by ring resonation in the monolithic type resonator 15. The resonance light 30 is partly converted to a second higher harmonic wave 50 of 430nm wavelength when the light propagates toward the crystal axis (a) in the nonlinear optical crystal 15. This second higher harmonic wave 50 is emitted from a spherical mirror 15C on the exit side.

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、レーザ光源から発せら
れる基本波を、非線形光学材料を含むモノリシック型共
振器内で第2または第3の高調波に変換する高調波発生
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a harmonic generator for converting a fundamental wave emitted from a laser light source into a second or third harmonic within a monolithic resonator containing a non-linear optical material.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In recent years, various devices have been proposed for obtaining a second harmonic wave or a third harmonic wave whose wavelength is converted by passing a fundamental wave emitted from a semiconductor laser or the like through a nonlinear optical material. In these devices, a nonlinear optical material is arranged in a resonator composed of a plurality of reflecting surfaces, and a fundamental wave is confined in the resonator to be amplified so that harmonics are efficiently generated.

【0003】そして、共振器としては、非線形光学材料
の端面を球面状等に加工し、さらに反射膜を設けて、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。
As the resonator, a monolithic resonator in which an end surface of a non-linear optical material is processed into a spherical shape or the like, a reflection film is further provided, and a resonance is caused therein, and a resonator in which a plurality of mirrors are arranged are arranged. And an external resonator in which a nonlinear optical material is arranged in the resonator is known.

【0004】最近では、装置の小型化および高調波への
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。
Recently, in order to miniaturize the device and improve the conversion efficiency to higher harmonics, the external resonator type is changed to the monolithic type in which the fundamental wave is resonated inside the nonlinear optical material. Mainstream is shifting.

【0005】図13に、従来技術の一例として、モノリ
シック型共振器5を用いた第2高調波発生装置11を示
す。この第2高調波発生装置11は、レーザ光源、コリ
メートレンズ3、モードマッチングレンズ4、およびK
NbO3 結晶等の非線形光学材料で作られたモノリシッ
ク型共振器5によって構成されている。モノリシック型
共振器5は、その端面が球面状に研磨加工され、さらに
ミラーが設けられて、球面ミラー5bと球面ミラー5c
とを有する。一方の球面ミラー5bは、入射端面として
用いられ、残りの球面ミラー5cは、出射端面として用
いられる。
FIG. 13 shows a second harmonic generation device 11 using a monolithic resonator 5 as an example of the prior art. The second harmonic generation device 11 includes a laser light source, a collimator lens 3, a mode matching lens 4, and a K.
The monolithic resonator 5 is made of a non-linear optical material such as NbO 3 crystal. The monolithic resonator 5 has its end surface polished into a spherical shape, and is further provided with mirrors, and a spherical mirror 5b and a spherical mirror 5c are provided.
Have and. One spherical mirror 5b is used as an incident end face, and the remaining spherical mirrors 5c are used as emission end faces.

【0006】レーザ光源は、例えば波長860nmの基
本波28を出射する。基本波28は、コリメートレンズ
3により平行にされ、モードマッチングレンズ4を通過
して入射光28aとなる。この入射光28aは、共振条
件を満足するように所定の入射角度θで入射端面に入射
される。
The laser light source emits a fundamental wave 28 having a wavelength of 860 nm, for example. The fundamental wave 28 is collimated by the collimator lens 3, passes through the mode matching lens 4, and becomes incident light 28a. The incident light 28a is incident on the incident end face at a predetermined incident angle θ so as to satisfy the resonance condition.

【0007】そして、モノリシック型共振器5の内部で
は、2つの球面ミラー5bと5cと、平面ミラー5aと
で構成されるリング状の経路(A、B、Cを結ぶ3角形
の反射経路)を順に経由しながら、共振光30として増
幅される。球面ミラー5cは、共振光30に対して反
射、第2高調波50に対して透過の性質を具備し、第2
高調波50の出射端面として用いられる。なお平面ミラ
ー5aは、共振光30および第2高調波50のいずれも
全反射する。この場合、共振光30は、モノリシック型
共振器5の内部で結晶軸aと平行に進行するとき入射光
28aと共振光30との位相整合が取れなければならな
い。
Inside the monolithic resonator 5, a ring-shaped path (a triangular reflection path connecting A, B and C) composed of two spherical mirrors 5b and 5c and a plane mirror 5a is formed. The light is amplified as the resonance light 30 while passing through in order. The spherical mirror 5c has a property of reflecting the resonance light 30 and transmitting the second harmonic wave 50.
It is used as an emitting end face of the harmonic wave 50. The plane mirror 5a totally reflects both the resonance light 30 and the second harmonic wave 50. In this case, the resonance light 30 must be phase-matched between the incident light 28a and the resonance light 30 when traveling parallel to the crystal axis a inside the monolithic resonator 5.

【0008】そして、共振光30は、非線形光学材料の
結晶軸aの方向、すなわち図中のAからBの方向にモノ
リシック型共振器5の内部を通過するとき、その一部が
波長=430nmの第2高調波50に変換され、球面ミ
ラー5cのB点から出射される。なお、位相整合条件に
適合させて高調波変換効率を安定させるため、モノリシ
ック型共振器5の平面部(例えば符号5d、5a)に温
度制御装置を設け、ペルチェ素子等による温度制御が行
われる。
When the resonance light 30 passes through the inside of the monolithic resonator 5 in the direction of the crystal axis a of the nonlinear optical material, that is, in the direction A to B in the figure, a part of the resonance light 30 has a wavelength of 430 nm. It is converted into the second harmonic wave 50 and emitted from the point B of the spherical mirror 5c. In order to meet the phase matching condition and stabilize the harmonic conversion efficiency, a temperature control device is provided on the plane portion (for example, reference numerals 5d and 5a) of the monolithic resonator 5 to control the temperature by a Peltier element or the like.

【0009】この従来例では、レーザ光源からモノリシ
ック型共振器までの距離がおよそ50mm〜200mm
程度の距離を有する。モノリシック型共振器の入射端面
でのビームスポットは、およそ25μm程度のものが知
られていた。このようにモノリシック型共振器5までの
光路長が長く、また光学レンズ系を用いているために、
共振結合する入射端面での入射光28aは、最適条件と
比してその位相が乱れ、また波面も乱れてしまうことが
あった。
In this conventional example, the distance from the laser light source to the monolithic resonator is about 50 mm to 200 mm.
Have a distance of about. It has been known that the beam spot on the incident end surface of the monolithic resonator is about 25 μm. In this way, since the optical path length to the monolithic resonator 5 is long and the optical lens system is used,
The phase of the incident light 28a on the incident end face that is resonantly coupled is disturbed as compared with the optimum condition, and the wave front is also disturbed in some cases.

【0010】また第2高調波発生装置ではないが、半導
体レーザ装置の分野において、光源と固体レーザ媒体と
の間の光結合系を省いた構成のものも知られていた。例
えば、特開平3−292784のように、光源である半
導体レーザを固体レーザ媒質に密着または近傍に配置せ
しめて、集光レンズを用いずに半導体レーザ光の拡散を
防いだ構造もあった。
Although not a second harmonic generator, a semiconductor laser device having a structure in which an optical coupling system between a light source and a solid-state laser medium is omitted is also known. For example, as in Japanese Patent Laid-Open No. 3-292784, there is also a structure in which a semiconductor laser as a light source is placed in close contact with or in the vicinity of a solid-state laser medium to prevent diffusion of the semiconductor laser light without using a condenser lens.

【0011】また、同様にレンズを省略した半導体レー
ザ装置の例として特開平4−62880がある。その特
徴は、レーザを励起するレーザ媒体に高調波発生のため
の材料を混合し、レーザ発振の機能以外に、高調波をも
発生せしめるものである。
Similarly, there is JP-A-4-62880 as an example of a semiconductor laser device in which a lens is omitted. The characteristic is that a laser medium for exciting a laser is mixed with a material for generating a higher harmonic wave to generate a higher harmonic wave in addition to the function of laser oscillation.

【0012】しかしながら、これらの技術は、レーザ媒
体へのエネルギの直接吸収と誘導放出を利用してレーザ
光の励起(レーザ発振)を行うものである。レーザ光源
と固体レーザ媒体との物理的な位置精度は、許容幅が大
きいのである。これをそのまま精密な位相整合の必要な
高調波発生装置用のモノリシック型発振器に適用するの
は困難であった。
However, these techniques utilize the direct absorption and stimulated emission of energy into the laser medium to excite laser light (laser oscillation). The physical positional accuracy between the laser light source and the solid-state laser medium has a wide tolerance. It was difficult to directly apply this to a monolithic oscillator for a harmonic generator that requires precise phase matching.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述した第2高調波発
生装置では、大出力のレーザ光源を用いた場合、モノリ
シック型共振器5の入射端面において共振条件を満足さ
せるために、出射されるレーザ光(基本波28)を光学
レンズ系で調整しなければならなかった。何故ならば、
種々の特性(例えば回折によるレーザ光の開口、および
位相乱れ等)により基本波28をそのまま入射せしめる
ことができなかったからである。
In the above-described second harmonic generator, when a high-power laser light source is used, the laser emitted from the monolithic resonator 5 in order to satisfy the resonance condition at the incident end face thereof. The light (fundamental wave 28) had to be adjusted by an optical lens system. because,
This is because the fundamental wave 28 could not be directly incident due to various characteristics (for example, laser light aperture due to diffraction, phase disturbance, etc.).

【0014】例えば、モノリシック型共振器5の入射端
面においてレーザ光源から出射される基本波28の開口
度と、共振光30の開口度が大きく異なるため、それら
を結合するための光学レンズ系は、レーザ光源から入射
点Aまでの長さが、50mmから200mm程度の大き
いものになってしまった。
For example, since the aperture of the fundamental wave 28 emitted from the laser light source and the aperture of the resonant light 30 are greatly different at the incident end face of the monolithic resonator 5, the optical lens system for coupling them is as follows. The length from the laser light source to the incident point A is as large as 50 mm to 200 mm.

【0015】さらに、入射点Aでの位相整合のために、
光学レンズ系の組み立てとモノリシック型共振器5との
位置合せは、数μmの精度が必要となった。そのため実
用的な高調波発生装置を作るために、これらの問題の解
決が望まれていた。
Further, for phase matching at the incident point A,
The assembly of the optical lens system and the alignment with the monolithic resonator 5 required an accuracy of several μm. Therefore, it has been desired to solve these problems in order to make a practical harmonic generator.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、非線形光学材
料からなり、共振光が経由する2以上の端面が備えら
れ、2以上の前記端面を経由してなる共振光の共振経路
が往復型もしくは循環型に設けられ、前記端面の1つは
入射光が入射せしめられる入射端面とされたモノリシッ
ク型共振器と、単一縦モードもしくは単一横モードで発
振するレーザ光源とを備え、共振光から変換された高調
波が前記端面のいずれかから出射される高調波発生装置
において、レーザ光源から出射されたレーザ光は、固体
レンズを経由せずに、入射光となり前記入射端面に1.
5mm以内の大きさのビームスポットで入射せしめら
れ、モノリシック型共振器の内部に入った入射光は前記
共振経路を通過せしめられて共振光となり、前記入射端
面における共振光の光束と、入射光のビームスポットと
が共振結合せしめられてなることを特徴とする高調波発
生装置を提供する。
According to the present invention, there are provided two or more end faces through which resonance light passes, which are made of a non-linear optical material, and a resonance path of the resonance light passing through the two or more end faces is a reciprocating type. Alternatively, a circular type is provided, and one of the end faces includes a monolithic resonator having an incident end face on which incident light is incident, and a laser light source that oscillates in a single longitudinal mode or a single transverse mode. In the harmonic generation device in which the harmonic wave converted from is emitted from any one of the end faces, the laser light emitted from the laser light source becomes incident light without passing through the solid lens, and 1.
The incident light that is made incident with a beam spot having a size of 5 mm or less and that has entered the inside of the monolithic resonator is passed through the resonance path to become resonance light, and the light flux of the resonance light at the incident end face and the incident light Provided is a harmonic wave generating device characterized by being resonantly coupled to a beam spot.

【0017】また、非線形光学材料からなり、共振光が
経由する2以上の端面が備えられ、2以上の前記端面を
経由してなる共振光の共振経路が往復型もしくは循環型
に設けられ、前記端面の1つは入射光が入射せしめられ
る入射端面とされたモノリシック型共振器と、複数モー
ドで発振するレーザ光源とを備え、共振光から変換され
た高調波が前記端面のいずれかから出射される高調波発
生装置において、レーザ光源から出射されたレーザ光
は、固体レンズを経由せずに、入射光となり前記入射端
面に1.5mm以内の大きさのビームスポットで入射せ
しめられ、モノリシック型共振器の内部に入った入射光
は前記共振経路を通過せしめられて共振光となり、前記
入射端面における共振光の光束と、入射光のビームスポ
ットとが共振結合せしめられてなり、かつ共振光の一部
がレーザ光源にフィードバックされレーザ光源の発振が
安定せしめられてなることを特徴とする高調波発生装置
を提供する。
Further, there are provided two or more end faces through which the resonance light passes, which is made of a non-linear optical material, and the resonance path of the resonance light passing through the two or more end faces is provided in a reciprocating type or a circulating type. One of the end faces includes a monolithic resonator having an incident end face on which incident light is incident, and a laser light source that oscillates in a plurality of modes, and harmonics converted from the resonant light are emitted from any of the end faces. In the harmonic generation device, the laser light emitted from the laser light source becomes incident light without passing through the solid lens and is incident on the incident end face with a beam spot having a size of 1.5 mm or less. The incident light that has entered the inside of the container is passed through the resonance path to become resonance light, and the luminous flux of the resonance light at the incident end face and the beam spot of the incident light are resonantly coupled. Because is it in, and part of the resonant light oscillation of the laser light source is fed back to the laser light source to provide a harmonic generator characterized by comprising been brought stably.

【0018】[0018]

【作用】本発明の高調波発生装置は、従来用いられてい
たレーザ光の収束用のレンズやモードマッチングレンズ
のような光学レンズ系を排し、レーザ光源のレーザ光に
大きな収束等を与えないでモノリシック型共振器に入射
する。
The harmonic generator of the present invention eliminates the optical lens system such as the lens for focusing the laser light and the mode matching lens which have been used conventionally, and does not give a large convergence to the laser light of the laser light source. Is incident on the monolithic resonator.

【0019】そして、モノリシック型共振器の内部で発
生される共振光と入射光とを入射端面で共振結合せしめ
る。光学レンズ系がないので、それによる球面収差や、
位相乱れ等が入射光に起こらない。また、入射光の波面
の整合も改善される。
Resonant light generated inside the monolithic resonator and incident light are resonantly coupled at the incident end face. Since there is no optical lens system, spherical aberration due to it,
Phase disturbance etc. does not occur in the incident light. Also, the matching of the wavefront of the incident light is improved.

【0020】さらに光学レンズでのレーザ光のロスが当
然なくなり、より大きいパワーを入力することができ
る。また、高調波発生装置で最も困難でかつ重要な位相
整合がモノリシック型共振器とレーザ光源との位置関係
だけで調整可能となる。特に入射点Aでの軸のぶれを中
心に組み立てるだけでよくなった。
Further, the loss of the laser light in the optical lens is naturally eliminated, and a larger power can be input. Further, the most difficult and important phase matching in the harmonic generator can be adjusted only by the positional relationship between the monolithic resonator and the laser light source. Especially, it suffices to just assemble it around the axis deviation at the incident point A.

【0021】またレーザ光源を、モノリシック型共振器
の近傍に配置し、より好適にはモノリシック型共振器と
一体に固定しているので機械的振動に対しても安定して
動作することが期待できる。機械的な位置ズレ等が発生
しにくいのである。
Further, since the laser light source is arranged in the vicinity of the monolithic resonator and more preferably fixed integrally with the monolithic resonator, it can be expected to operate stably against mechanical vibration. . Mechanical displacement is unlikely to occur.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1に本発明の第1の実施例を示す。この
第2高調波発生装置1はレーザ光源として半導体レーザ
ダイオード12(以下LDと略す)、モノリシック型共
振器15によって構成されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The second harmonic generation device 1 is composed of a semiconductor laser diode 12 (hereinafter abbreviated as LD) and a monolithic resonator 15 as a laser light source.

【0023】本実施例では、LD12には波長860n
m、単一縦モードもしくは単一横モードで、非点収差の
少ないレーザ光を出射するものを用いる。ここで、単一
縦モードとはレーザ光の周波数スペクトラムが1つの顕
著なピークを持つものであり、単一横モードとは空間的
な広がりが単峰性であることをいう。そして、基本波2
9としてモノリシック型共振器15に入射される。基本
波29は、円形ビームでも楕円ビームでもよいが、広が
り角度の小さいものが望ましい。LD12とモノリシッ
ク型共振器15とは1.5mm以下の距離に近接して設
けられる。本実施例においては、1mmの距離に設け
た。
In this embodiment, the LD 12 has a wavelength of 860n.
m, a single longitudinal mode or a single transverse mode, which emits laser light with little astigmatism is used. Here, the single longitudinal mode means that the frequency spectrum of the laser light has one remarkable peak, and the single transverse mode means that the spatial spread is unimodal. And the fundamental wave 2
It is incident on the monolithic resonator 15 as 9. The fundamental wave 29 may be a circular beam or an elliptical beam, but a beam with a small divergence angle is desirable. The LD 12 and the monolithic resonator 15 are provided close to each other at a distance of 1.5 mm or less. In this embodiment, they are provided at a distance of 1 mm.

【0024】実用上、利用可能な高調波を発生させるに
は、入射端面でのビームスポットが10μm以下がよ
い。望ましくは、5〜10μmの範囲のビームスポット
のものがよく、この範囲でより効率のよい共振条件を満
足させられる。LDl2とモノリシック型共振器15と
の距離および、入射端面でのビームスポットは、LD1
2の性能に関係する。広がり角度の小さいものであるな
らば、相対的に長い距離の位置にLD12を設けること
ができる。
In practice, in order to generate usable harmonics, the beam spot at the incident end face should be 10 μm or less. Desirably, a beam spot with a range of 5 to 10 μm is preferable, and a more efficient resonance condition can be satisfied in this range. The distance between the LD12 and the monolithic resonator 15 and the beam spot at the incident end face are LD1
It is related to the performance of 2. If the spread angle is small, the LD 12 can be provided at a relatively long distance.

【0025】ビームスポットが5μm以下の大きさにな
るとモノリシック型共振器の入射端面での共振経路との
整合が製造上困難になり、また非線形光学材料中での損
失や位相乱れ等が無視できなくなり共振条件を満足させ
るのが困難になる。ただし、ビームスポットの収束度が
高く、かつ高出力のレーザ光源を用いた場合には、製造
がやや困難であるが、5μm未満のビームスポットでの
共振が可能となり、そして細いビーム径の高調波出力が
達成できる。例えば、2μmのものも可能である。
If the beam spot size is 5 μm or less, it becomes difficult to match the resonance path at the incident end face of the monolithic resonator in manufacturing, and loss and phase disturbance in the nonlinear optical material cannot be ignored. It becomes difficult to satisfy the resonance condition. However, when a laser light source having a high beam spot convergence and a high output is used, it is slightly difficult to manufacture, but it becomes possible to resonate at a beam spot of less than 5 μm, and a harmonic of a narrow beam diameter is obtained. Output can be achieved. For example, a thickness of 2 μm is also possible.

【0026】なお、ビームスポットの大きさとは通常そ
の半径を示すが、等価的に半径を示すものでよい。例え
ば、楕円型ビームでも光学面に対応した大きさ、つまり
入射光学面の有効な曲面に入る大きさであり、共振可能
ならば実効的に用いることができる。
The size of the beam spot usually indicates its radius, but the radius may be equivalently indicated. For example, even an elliptical beam has a size corresponding to the optical surface, that is, a size that fits into an effective curved surface of the incident optical surface, and can be effectively used if it can resonate.

【0027】モノリシック型共振器15には、非線形光
学結晶としてKNbO3 を用いている。その一方の端面
の少なくとも一部は球面状に加工され、基本波29およ
び基本波29と同じ周波数である共振光30を92%反
射する反射膜が蒸着されて球面ミラー15bが形成され
ている。また、もう一方の端面の少なくとも一部も、同
じく球面状に加工され、基本波29と同じ周波数帯域の
光を99%以上反射し、基本波の第2高調波をおよそ8
0%以上透過する反射膜が蒸着されて球面ミラー15c
が形成されている。球面ミラーの材料は、従来例と基本
的には同じである。
The monolithic resonator 15 uses KNbO 3 as a nonlinear optical crystal. At least a part of the one end face is processed into a spherical shape, and a reflection film that reflects 92% of the fundamental wave 29 and the resonance light 30 having the same frequency as the fundamental wave 29 is vapor-deposited to form the spherical mirror 15b. At least a part of the other end face is also processed into a spherical shape, reflects 99% or more of light in the same frequency band as the fundamental wave 29, and makes the second harmonic of the fundamental wave approximately 8%.
A spherical mirror 15c is formed by depositing a reflective film that transmits 0% or more.
Are formed. The material of the spherical mirror is basically the same as that of the conventional example.

【0028】さらに、リング状であり共振光30が循環
することで構成される共振経路の一部をなすモノリシッ
ク型共振器15の下面は、結晶軸aに沿って平面にカッ
トし、基本波および第2高調波を共に全反射する平面ミ
ラー15aが形成されている。この場合、結晶による共
振光の全反射を用いてもよい。
Further, the lower surface of the monolithic resonator 15 which is ring-shaped and constitutes a part of the resonance path constituted by the circulation of the resonance light 30 is cut into a plane along the crystal axis a to obtain the fundamental wave and A plane mirror 15a that totally reflects the second harmonic is formed. In this case, total reflection of resonance light by crystals may be used.

【0029】モノリシック型共振器15の、結晶軸aの
方向の長さ(ほぼ図中のAとBとの間の距離)を7m
m、前記の2つの球面ミラーの曲率半径を5mmとして
いる。この大きさと形状で、LD12からの直接レーザ
入力による共振条件を達成できる。なお、平面15dに
温度制御装置を設けて温度制御による位相整合を行う。
温度による位相制御が一般的であるが他の方法を用いて
もよい。
The length of the monolithic resonator 15 in the direction of the crystal axis a (the distance between A and B in the figure) is 7 m.
m, the radius of curvature of the two spherical mirrors is 5 mm. With this size and shape, a resonance condition can be achieved by direct laser input from the LD 12. A temperature controller is provided on the plane 15d to perform phase matching by temperature control.
Phase control by temperature is generally used, but other methods may be used.

【0030】この第2高調波発生装置1においては、L
D12から波長860nmの基本波29を出射する。こ
こで基本波29とは、目的とする高調波に対して基本周
波数成分からなっていることを意味する。また基本波2
9は、モノリシック型共振器15への入射光であり、球
面ミラー15bへの入射点Aからモノリシック型共振器
15内に入射する。そしてモノリシック型共振器15の
内部で、基本波29が共振光30となりリング共振し増
幅される。
In the second harmonic generation device 1, L
The fundamental wave 29 having a wavelength of 860 nm is emitted from D12. Here, the fundamental wave 29 means that it is composed of a fundamental frequency component with respect to a target harmonic wave. Basic wave 2
Light 9 is incident on the monolithic resonator 15, and is incident on the inside of the monolithic resonator 15 from an incident point A on the spherical mirror 15b. Then, inside the monolithic resonator 15, the fundamental wave 29 becomes the resonant light 30 and is ring-resonated and amplified.

【0031】そして共振光30は、非線形光学結晶15
中を結晶軸a方向に伝搬するとき、その一部が波長43
0nmの第2高調波50に変換される。この第2高調波
50が出射側の球面ミラー15cから出射される。
The resonant light 30 is the nonlinear optical crystal 15
When propagating in the crystal axis a direction, a part of the wavelength 43
Converted to 0 nm second harmonic 50. This second harmonic wave 50 is emitted from the spherical mirror 15c on the emission side.

【0032】(実施例2)図2に第2の実施例を示す。
LD12とモノリシック型共振器15は、第1の実施例
と同一である。LD12とモノリシック型共振器15と
を紫外線硬化樹脂などの透明接着剤13で固定する。L
D12から出射される基本周波数を有する入射光は透明
接着剤13を通過して、モノリシック型共振器15に入
射される(入射光は図示を省略している)。レーザ光源
とモノリシック型共振器15との間に非線形光学材料の
屈折率に近い特定の屈折率を有し、レーザ光である入射
光に対して透明な媒質を設けた。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a second embodiment.
The LD 12 and the monolithic resonator 15 are the same as in the first embodiment. The LD 12 and the monolithic resonator 15 are fixed with a transparent adhesive 13 such as an ultraviolet curable resin. L
Incident light having a fundamental frequency emitted from D12 passes through the transparent adhesive 13 and is incident on the monolithic resonator 15 (incident light is not shown). Between the laser light source and the monolithic resonator 15, a medium having a specific refractive index close to the refractive index of the nonlinear optical material and transparent to incident light that is laser light is provided.

【0033】光学的に透明である樹脂材料の屈折率は、
およそ1.4から1.7までのものが各種知られてい
る。その中で、非線形光学材料の屈折率と近いものを選
択する。その結果LD12とモノリシック型共振器15
の間に気体(空気、または窒素等の不活性気体)が設け
られた場合(第1の実施例の場合)に比べ、より高い第
2高調波の出力を得ることができた。その理由を以下に
示す。
The refractive index of an optically transparent resin material is
Various types from about 1.4 to 1.7 are known. Among them, a material having a refractive index close to that of the nonlinear optical material is selected. As a result, the LD 12 and the monolithic resonator 15
It was possible to obtain a higher output of the second harmonic as compared with the case where a gas (air or an inert gas such as nitrogen) was provided between the two (in the case of the first embodiment). The reason is shown below.

【0034】図3はレーザ光源とモノリシック型共振器
15とがミスマッチしている状態を示す。レーザ光源か
ら出射されたレーザ光は、入射光として広く開口して入
射端面に到達している。これに対して、モノリシック型
共振器15の内部で発生する共振光30の入射端面での
光束は小さくなっている。この場合、安定した共振はな
かなか困難であるし、また効率のよい発振は期待できな
い。つまり、高調波発生用のモノリシック型共振器15
において、LD12からのレーザ光を効率よく共振させ
るには、この2つの光束の差をなるべく小さくすればよ
い。
FIG. 3 shows a state where the laser light source and the monolithic resonator 15 are mismatched. The laser light emitted from the laser light source is widely opened as incident light and reaches the incident end face. On the other hand, the luminous flux at the incident end face of the resonance light 30 generated inside the monolithic resonator 15 is small. In this case, stable resonance is very difficult, and efficient oscillation cannot be expected. That is, the monolithic resonator 15 for generating harmonics
In order to efficiently resonate the laser light from the LD 12, the difference between these two light fluxes should be made as small as possible.

【0035】そのための1例として、LD12とモノリ
シック型共振器15の間隔を小さくするという手段があ
る。しかし、光束の差を小さくすることができるが、実
際には製造上の精度の点で、間隔を0.2mm以下にす
るのは困難である。高精度の組み立て技術と光学的な調
整を行わなければ、LD12から出射された入射光の光
束は、共振光30の光束に比べ大きく広がってしまう。
As an example for this purpose, there is a means for reducing the distance between the LD 12 and the monolithic resonator 15. However, although the difference between the light fluxes can be reduced, it is actually difficult to set the distance to 0.2 mm or less in terms of manufacturing accuracy. Unless highly accurate assembly technology and optical adjustment are performed, the luminous flux of the incident light emitted from the LD 12 will be much wider than the luminous flux of the resonance light 30.

【0036】図4はLD12とモノリシック型共振器1
5の間を透明接着剤13で満たした場合である。透明接
着剤13の屈折率は空気(真空中での屈折率にほぼ等し
い)のそれより大きいため(例えばn=1.5)、図3
に比べ基本波29の光束の広がりが少なくなり、モノリ
シック型共振器15の内部で共振光30を効率良く共振
させることができた。また、透明接着剤13は、LD1
2とモノリシック型共振器15とを一体に固定せしめて
いる。屈折率の値は、1.4〜1.7の範囲が望まし
い。余り大きいと入射されるレーザ光の特性が変化する
ためである。また、非線形光学材料の屈折率を超えない
ことが必要である。
FIG. 4 shows an LD 12 and a monolithic resonator 1.
This is the case where the space between 5 is filled with the transparent adhesive 13. Since the refractive index of the transparent adhesive 13 is larger than that of air (which is almost equal to the refractive index in a vacuum) (for example, n = 1.5), FIG.
The spread of the light flux of the fundamental wave 29 was smaller than that of the above, and the resonant light 30 could be efficiently resonated inside the monolithic resonator 15. The transparent adhesive 13 is LD1
2 and the monolithic resonator 15 are integrally fixed. The value of the refractive index is preferably in the range of 1.4 to 1.7. This is because if it is too large, the characteristics of the incident laser light change. Further, it is necessary that the refractive index of the nonlinear optical material is not exceeded.

【0037】そのうえで所望の光束の大きさに合わせる
ことが可能となる。基本波29の入射端面(球面ミラー
部)までの光ガイドとして機能を持ち、かつ固定部材と
しての機能をも達成している。この場合には、高調波発
生の動作を行いながら透明接着剤13を徐々に硬化せし
め、位置調整をすることができる。なお、透明接着剤と
しては光学的に均質なものが望ましい。
Further, it becomes possible to match the size of the desired light flux. It has a function as a light guide up to the incident end surface (spherical mirror portion) of the fundamental wave 29 and also functions as a fixing member. In this case, the position of the transparent adhesive 13 can be adjusted by gradually hardening the transparent adhesive 13 while performing the harmonic generation operation. An optically homogeneous adhesive is desirable as the transparent adhesive.

【0038】実際に、レーザ光の屈折はLD12の出射
端と透明接着剤13との第1の界面、および透明接着剤
13とモノリシック型共振器15の入射端面との第2の
界面で発生しうる。この場合、第1の界面と第2の界面
とはレーザ光が必ず通過する面であり、固体レンズを用
いた場合とかわりはない。そのためこれらの界面でレー
ザ光が影響を受けて本発明の場合において、特性に悪影
響を与えるということは相対的にないといえる。
Actually, refraction of the laser light occurs at the first interface between the emitting end of the LD 12 and the transparent adhesive 13 and at the second interface between the transparent adhesive 13 and the incident end face of the monolithic resonator 15. sell. In this case, the first interface and the second interface are surfaces through which the laser light always passes, and are the same as when a solid lens is used. Therefore, it can be said that the characteristics of the laser light are relatively not adversely affected in the case of the present invention by the influence of the laser light on these interfaces.

【0039】(実施例3)図5に第3の実施例を示す。
モノリシック型共振器25は、その内部で光が反射する
2つの平面と一つの球面により構成されている。一つの
平面は入射面そのものであり、もう1つは内部での全反
射面である。球面は高調波の出射面である。同図に共振
光30の光束を示す。LD12から出射されるレーザ光
の図示を省略している。本実施例では、球面の曲率半径
を5mm、モノリシック型共振器25の結晶軸a方向の
長さを4.5mm(入射点から出射点までのおよその長
さ)である。LD12はモノリシック型共振器25にほ
ぼ0.5mmの距離に近接して設けられている。このと
き入射端面上での共振光30の径は数μmとなる。
(Embodiment 3) FIG. 5 shows a third embodiment.
The monolithic resonator 25 is composed of two planes in which light is reflected and one spherical surface. One plane is the incident surface itself, and the other is the total internal reflection surface. The spherical surface is the exit surface of harmonics. The luminous flux of the resonance light 30 is shown in FIG. The illustration of the laser light emitted from the LD 12 is omitted. In this embodiment, the radius of curvature of the spherical surface is 5 mm, and the length of the monolithic resonator 25 in the crystal axis a direction is 4.5 mm (approximately the length from the incident point to the outgoing point). The LD 12 is provided close to the monolithic resonator 25 at a distance of approximately 0.5 mm. At this time, the diameter of the resonant light 30 on the incident end face is several μm.

【0040】高調波発生装置に用いられる一般的なLD
12の場合、その発光面でのレーザ光の光束の径はおよ
そ数μmであり、モノリシック型共振器25内部での共
振光30の径とほぼ同一であるから、LD12とモノリ
シック型共振器25をごく接近させて設けることによ
り、きわめて効率よく光を入射することができる。ま
た、その出射レーザ光の波面をそのまま共振光30と整
合させることができる。
General LD used for harmonic generator
In the case of No. 12, the diameter of the light flux of the laser light on the light emitting surface is about several μm, which is almost the same as the diameter of the resonance light 30 inside the monolithic resonator 25, so that the LD 12 and the monolithic resonator 25 are connected to each other. By providing them so close to each other, it is possible to make light enter very efficiently. Further, the wavefront of the emitted laser light can be matched with the resonance light 30 as it is.

【0041】なお、比較例として図6を示す。これは、
スタンディング型の共振モードを有する共振器を用いた
場合である。このスタンディング型の構成においては、
モノリシック型共振器35は1つの球面が出射面とし
て、1つの平面が入射面として用いられる、共振光30
は、レーザ光源の内部の反射面とモノリシック型共振器
35の球面(高調波の出射面)との間を往復して共振し
て増倍される。この場合は、共振光を一定以上の大きさ
にすることが困難である。
FIG. 6 is shown as a comparative example. this is,
This is a case where a resonator having a standing type resonance mode is used. In this standing configuration,
In the monolithic resonator 35, one spherical surface is used as an emitting surface and one flat surface is used as an incident surface.
Is reciprocally reciprocated between the reflection surface inside the laser light source and the spherical surface (emission surface of higher harmonic wave) of the monolithic resonator 35 to be multiplied. In this case, it is difficult to make the resonant light a certain size or more.

【0042】(実施例4)図7に第4の実施例を示す。
モノリシック型共振器16は、第1の実施例と同じよう
に球面ミラー16b、球面ミラー16c、平面ミラー1
6aを有する同じような形状であるが、球面の曲率半径
5mmに対して結晶軸a方向の長さを9.3mmにする
ことにより、入射面上での共振光30の光束の径は1m
m余りに広がる。そのため、入射面とLD12の距離を
1mm程度と広くしても、入射光である基本波29と共
振光30との高い結合効率が得られた。この場合には、
LD12とモノリシック型共振器16との物理的間隔を
十分にとることができ製造上有利である。
(Embodiment 4) FIG. 7 shows a fourth embodiment.
The monolithic resonator 16 includes the spherical mirror 16b, the spherical mirror 16c, and the plane mirror 1 as in the first embodiment.
6a, but with a spherical surface having a radius of curvature of 5 mm and a length in the crystal axis a direction of 9.3 mm, the diameter of the light flux of the resonant light 30 on the incident surface is 1 m.
It spreads over m. Therefore, even if the distance between the incident surface and the LD 12 is widened to about 1 mm, high coupling efficiency between the fundamental wave 29 and the resonant light 30 as incident light was obtained. In this case,
A sufficient physical distance can be provided between the LD 12 and the monolithic resonator 16, which is advantageous in manufacturing.

【0043】(実施例5)図8に第5の実施例を示す。
モノリシック型共振器17は、第1の実施例と同じよう
に球面ミラー17b、球面ミラー17c、平面ミラー1
7aを有する同じような形状であるが、入射面と出射面
での反射角を大きくするために、球面ミラー17bが設
けられた入射面、もしくは球面ミラー17cが設けられ
た出射面と、平面ミラー17aが設けられた全反射面と
の間隔を長くとっている。
(Embodiment 5) FIG. 8 shows a fifth embodiment.
The monolithic resonator 17 has a spherical mirror 17b, a spherical mirror 17c, and a plane mirror 1 as in the first embodiment.
7a has a similar shape, but has an entrance surface provided with a spherical mirror 17b or an exit surface provided with a spherical mirror 17c and a plane mirror in order to increase the reflection angle on the entrance surface and the exit surface. The distance from the total reflection surface provided with 17a is long.

【0044】そのため共振光30の光束は、球面ミラー
同士の間よりも球面ミラーと全反射平面ミラーとの間の
方が集束が弱くなる。このような場合LD12からの入
射光である基本波29を全反射面の方向に入射すること
により、発振の効率が改善された。本実施例において
は、LD12とモノリシック型共振器17とを近接した
場合(1mm程度)と密接せしめた場合(0.2mm以
下)の両方が可能である。
Therefore, the light flux of the resonance light 30 is weakly focused between the spherical mirror and the total reflection plane mirror than between the spherical mirrors. In such a case, the efficiency of oscillation was improved by making the fundamental wave 29, which is the incident light from the LD 12, enter in the direction of the total reflection surface. In this embodiment, both the case where the LD 12 and the monolithic resonator 17 are close to each other (about 1 mm) and the case where they are closely contacted (0.2 mm or less) are possible.

【0045】(実施例6)図9に第6の実施例を示す。
モノリシック型共振器18は、凸曲面の入射端面を備
え、さらに平面形状であり、高調波50を出射し、かつ
共振光30を内部へ反射する端面を備えている。LD1
2から出射された基本波29は、前記の入射端面に入射
される。この場合入射角度は、0度である。それ故、共
振光30の一部は戻り光40としてLD12に到達す
る。共振光30が入射端面と出射端面との間を直線的に
往復してなる。この形式の高調波発生装置は、構造が簡
単であり、製造が容易である。本実施例では、LD12
とモノリシック型共振器18との距離は、1mmとし、
入射端面でのビームスポットが10μmであった。
(Embodiment 6) FIG. 9 shows a sixth embodiment.
The monolithic resonator 18 has an incident end face having a convex curved surface, and further has a planar shape, and has an end face that emits the harmonic wave 50 and reflects the resonant light 30 to the inside. LD1
The fundamental wave 29 emitted from No. 2 is incident on the incident end face. In this case, the incident angle is 0 degree. Therefore, a part of the resonant light 30 reaches the LD 12 as the return light 40. The resonance light 30 linearly reciprocates between the incident end face and the emitting end face. This type of harmonic generator has a simple structure and is easy to manufacture. In this embodiment, the LD12
And the distance between the monolithic resonator 18 and 1 mm,
The beam spot on the incident end face was 10 μm.

【0046】(実施例7)図10に第7の実施例を示
す。モノリシック型共振器19は、凸曲面の入射端面を
備え、さらに平面形状であり、高調波50を出射し、か
つ共振光30を内部へ反射する端面を2つ備えている。
LD12から出射された基本波29は、前記の入射端面
に入射される。この場合入射角度は、共振条件を満足さ
せる所定の入射角度で入射せしめられる。
(Embodiment 7) FIG. 10 shows a seventh embodiment. The monolithic resonator 19 includes an incident end face having a convex curved surface, is flat, and has two end faces that emit the harmonic wave 50 and reflect the resonance light 30 to the inside.
The fundamental wave 29 emitted from the LD 12 is incident on the incident end face. In this case, the incident angle is set to a predetermined incident angle that satisfies the resonance condition.

【0047】共振光30の共振経路は、V字状に構成さ
れている。このV字状の共振経路を共振光30が直線的
(V字)に経由して共振が達成される。これも非リング
型、つまり往復型の共振経路である。共振光は、非線形
光学材料の結晶軸との関係において、その一部が高調波
50に変換される。この形式の高調波発生装置は、1つ
の凸曲面しかないので、比較的製造が容易であり、その
点において有利である。また、非線形光学材料との組み
合わせによって、同時に2以上の高調波50の出力が可
能となる。
The resonance path of the resonance light 30 is V-shaped. Resonance is achieved by the resonant light 30 linearly (V) passing through this V-shaped resonance path. This is also a non-ring type, that is, a reciprocating type resonance path. A part of the resonance light is converted into the harmonic wave 50 in relation to the crystal axis of the nonlinear optical material. Since this type of harmonic generator has only one convex curved surface, it is relatively easy to manufacture and is advantageous in that respect. Also, by combining with a non-linear optical material, it is possible to output two or more harmonics 50 at the same time.

【0048】本実施例では、LD12とモノリシック型
共振器19との距離は、0.8mmとし、入射端面での
ビームスポットが0.15mmであった。
In this example, the distance between the LD 12 and the monolithic resonator 19 was 0.8 mm, and the beam spot on the incident end face was 0.15 mm.

【0049】(実施例8)図11に第8の実施例を示
す。モノリシック型共振器20は、2つの凸曲面形状の
端面を備えている。これらは、コンフォーカル(共心)
型の端面形状と呼ばれるものである。この場合、両方の
端面の曲率半径Rと、モノリシック型共振器20の長
さ、つまり結晶軸長の長さLとの関係はL=R/2とな
る。共振経路は、上述した実施例7と同様に、ほぼV字
状となっている。
(Embodiment 8) FIG. 11 shows an eighth embodiment. The monolithic resonator 20 has two convex curved end faces. These are confocal
This is called the end face shape of the mold. In this case, the relationship between the radius of curvature R of both end faces and the length of the monolithic resonator 20, that is, the length L of the crystal axis length is L = R / 2. The resonance path is substantially V-shaped, as in the seventh embodiment.

【0050】入射光である基本波29と共振光30との
共振結合は、入射端面と相対する端面が同様に凸曲面で
構成されているので、実施例7よりは、強い結合が達成
され得る。また共振光30をより細い光束に絞ることが
できる。本実施例では、LD12とモノリシック型共振
器20との距離は、2mmとし、入射端面でのビームス
ポットが1mmであった。
Resonant coupling between the fundamental wave 29 which is the incident light and the resonant light 30 is stronger than that in the seventh embodiment because the end face opposite to the incident end face is similarly formed by the convex curved surface. . Further, the resonance light 30 can be narrowed to a narrower light flux. In this example, the distance between the LD 12 and the monolithic resonator 20 was 2 mm, and the beam spot on the incident end face was 1 mm.

【0051】(実施例9)図12に実施例9を示す。モ
ノリシック型共振器21は、1つの凸曲面形状の端面
と、2つの平面形状の端面とを備えている。本実施例で
は、3角形のリング状の共振経路を共振光30が循環す
ることで共振が成立する。他の構成要件は、上述した実
施例と同様である。本実施例では、LD12とモノリシ
ック型共振器21との距離は、0.5mmとし、入射端
面でのビームスポットが8μmであった。
(Ninth Embodiment) FIG. 12 shows a ninth embodiment. The monolithic resonator 21 has one convex curved end face and two planar end faces. In the present embodiment, resonance is established by the resonance light 30 circulating in a triangular ring-shaped resonance path. The other constituent features are the same as those in the above-described embodiment. In this example, the distance between the LD 12 and the monolithic resonator 21 was 0.5 mm, and the beam spot on the incident end face was 8 μm.

【0052】以上、説明した実施例において、用いるL
D12として単一縦モードもしくは単一横モードのもの
を例示したが、複数モードの発振を行うLDを用いて、
モノリシック型共振器からその共振光の一部をLDにフ
ィードバックすることで、LDの発振を安定化すること
ができる。このような構成が可能である。光源としての
LDから入射端面、さらに共振経路に至る光路を、基本
波と同じ周波数の光は逆行することができるからであ
る。なお、複数モードとは、複数の縦モードまたは複数
の横モードを含むものである。
The L used in the embodiment described above
As the D12, a single longitudinal mode or a single transverse mode is exemplified, but using an LD that oscillates in a plurality of modes,
By feeding back a part of the resonant light from the monolithic resonator to the LD, the oscillation of the LD can be stabilized. Such a configuration is possible. This is because light having the same frequency as the fundamental wave can travel backward in the optical path from the LD as the light source to the incident end surface and further to the resonance path. The multiple modes include a plurality of vertical modes or a plurality of horizontal modes.

【0053】共振経路の形状について説明する。一般的
に往復型の共振経路よりも、共振光が循環するリング状
共振経路の方が、共振の安定性が高いことが知られてい
る。製造面では、往復型が有利である。出力のパワーの
面では、用いるLD12の特性と位相整合条件等のパラ
メータによって定まる。一義的にどの型式のものが高出
力であるとはいえない。
The shape of the resonance path will be described. It is generally known that a ring-shaped resonance path through which resonance light circulates has higher resonance stability than a reciprocating resonance path. In terms of manufacturing, the reciprocating type is advantageous. In terms of output power, it is determined by the characteristics of the LD 12 used and parameters such as phase matching conditions. Uniquely, it cannot be said that which type has high output.

【0054】しかし、LD12からの入射光と入射端面
での共振結合を最適な状態にすることで、高出力が得ら
れる。入射光の損失を発生させず、また位相乱れ等を起
こさずに、モノリシック型共振器に導入し、さらにその
内部での損失を所定の値以下に抑えることが必要であ
る。
However, a high output can be obtained by optimizing the incident light from the LD 12 and the resonant coupling at the incident end face. It is necessary to introduce the light into the monolithic resonator without causing the loss of the incident light and without causing the phase disturbance, and further to suppress the loss inside the resonator to a predetermined value or less.

【0055】以上の実施例では、非線形光学材料として
KNbO3 を例示したが、本発明はこれに限定されるこ
とはなく、他の例えばLiNbO3 や、β−BBO、A
DP、CDA、RDP、RDA、KDP、KTP、LB
O、MNA等の非線形光学材料を用いることができる。
また、実施例は、第2高調波の発生について説明した
が、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、2次以上の例えば、第3高調波発生装置に適用す
ることもできる。
Although KNbO 3 is exemplified as the nonlinear optical material in the above embodiments, the present invention is not limited to this, and other materials such as LiNbO 3 and β-BBO, A are used.
DP, CDA, RDP, RDA, KDP, KTP, LB
Non-linear optical materials such as O and MNA can be used.
Further, although the embodiment has been described with respect to the generation of the second harmonic, the present invention is not limited to the second harmonic generator, and may be applied to a second or higher order, for example, a third harmonic generator. You can also

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明によって、超小型で高効率の第2
高調波発生装置が得られた。さまざまな電子機器の短波
長(青色〜緑色の波長帯)のレーザ光源として用いるこ
とができる。
According to the present invention, an ultra-compact and highly efficient second device is provided.
A harmonic generator is obtained. It can be used as a laser light source of a short wavelength (blue to green wavelength band) of various electronic devices.

【0057】例えば、第2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、高出力・高効率の第2高調波出力を利
用して記録密度の高い装置を得ることができるばかりで
なく、極めて小型の高調波発生装置を得ることができ
る。また、組み立ての微調整が困難であったレンズ等の
中間光学系がないので製造が容易である。さらに機構的
に堅牢になったといえる。
For example, when an information reading device for an optical recording medium is constructed by using the second harmonic generation device as a light source for information detection, recording is performed using the second harmonic output of high output and high efficiency. Not only can a high-density device be obtained, but an extremely small harmonic generator can be obtained. Further, since there is no intermediate optical system such as a lens for which fine adjustment of assembly is difficult, manufacturing is easy. It can be said that it has become more mechanically robust.

【0058】携帯用機器や、長期の動作安定が望まれる
環境において用いることが可能となった。また発振効率
が改善されたので、小型の電源等で動作可能であり、ま
た省エネルギーの機器を提供できる。
It has become possible to use it in a portable device or in an environment where long-term stable operation is desired. Further, since the oscillation efficiency is improved, it is possible to operate with a small power source or the like, and to provide an energy-saving device.

【0059】さらに高調波の出力も大きくなった。少な
くとも1mW以上、良好には2mW程度の第2高調波発
生が可能となった。このような第2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。
Further, the output of higher harmonics was increased. It is possible to generate the second harmonic of at least 1 mW or more, and preferably about 2 mW. By using such a second harmonic generation device, the fundamental wave can be efficiently converted into a harmonic wave.

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

【図1】第1の実施例を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment.

【図2】第2の実施例(基本構成)を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment (basic configuration).

【図3】比較例(ミスマッチ状態)を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a comparative example (mismatch state).

【図4】第2の実施例(動作状態)を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment (operating state).

【図5】第3の実施例を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment.

【図6】比較例(スタンディング型共振器)を示すブロ
ック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a comparative example (standing type resonator).

【図7】第4の実施例を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a fourth embodiment.

【図8】第5の実施例を示すブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a fifth embodiment.

【図9】第6の実施例を示すブロック図。FIG. 9 is a block diagram showing a sixth embodiment.

【図10】第7の実施例を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a seventh embodiment.

【図11】第8の実施例を示すブロック図。FIG. 11 is a block diagram showing an eighth embodiment.

【図12】第9の実施例を示すブロック図。FIG. 12 is a block diagram showing a ninth embodiment.

【図13】従来例を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:第2高調波発生装置 12:LD 15:モノリシック型共振器 15b:球面ミラー(入射端面側) 15c:球面ミラー(出射端面側) 15a:平面ミラー(全反射面) 29:基本波 30:共振光 50:第2高調波 1: Second harmonic generation device 12: LD 15: Monolithic resonator 15b: Spherical mirror (incident end face side) 15c: Spherical mirror (emission end face side) 15a: Flat mirror (total reflection face) 29: Fundamental wave 30: Resonant light 50: Second harmonic

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非線形光学材料からなり、共振光が経由す
る2以上の端面が備えられ、2以上の前記端面を経由し
てなる共振光の共振経路が往復型もしくは循環型に設け
られ、前記端面の1つは入射光が入射せしめられる入射
端面とされたモノリシック型共振器と、単一縦モードも
しくは単一横モードで発振するレーザ光源とを備え、共
振光から変換された高調波が前記端面のいずれかから出
射される高調波発生装置において、レーザ光源から出射
されたレーザ光は、固体レンズを経由せずに、入射光と
なり前記入射端面に1.5mm以内の大きさのビームス
ポットで入射せしめられ、モノリシック型共振器の内部
に入った入射光は前記共振経路を通過せしめられて共振
光となり、前記入射端面における共振光の光束と、入射
光のビームスポットとが共振結合せしめられてなること
を特徴とする高調波発生装置。
1. A non-linear optical material is provided with two or more end faces through which resonance light passes, and a resonance path of the resonance light passing through the two or more end faces is provided in a reciprocating type or a circulating type. One of the end faces includes a monolithic resonator having an incident end face on which incident light is incident, and a laser light source that oscillates in a single longitudinal mode or a single transverse mode, and the harmonics converted from the resonant light are In the harmonic wave generating device emitted from any of the end faces, the laser light emitted from the laser light source becomes incident light without passing through a solid lens and becomes a beam spot with a size within 1.5 mm on the incident end face. The incident light that has been made incident and has entered the inside of the monolithic resonator is made to pass through the resonance path to become resonance light, and the luminous flux of the resonance light at the incident end face and the beam spot of the incident light are reflected. DOO harmonic generator, characterized in that are thus allowed to resonant coupling.
【請求項2】非線形光学材料からなり、共振光が経由す
る2以上の端面が備えられ、2以上の前記端面を経由し
てなる共振光の共振経路が往復型もしくは循環型に設け
られ、前記端面の1つは入射光が入射せしめられる入射
端面とされたモノリシック型共振器と、複数モードで発
振するレーザ光源とを備え、共振光から変換された高調
波が前記端面のいずれかから出射される高調波発生装置
において、レーザ光源から出射されたレーザ光は、固体
レンズを経由せずに、入射光となり前記入射端面に1.
5mm以内の大きさのビームスポットで入射せしめら
れ、モノリシック型共振器の内部に入った入射光は前記
共振経路を通過せしめられて共振光となり、前記入射端
面における共振光の光束と、入射光のビームスポットと
が共振結合せしめられてなり、かつ共振光の一部がレー
ザ光源にフィードバックされレーザ光源の発振が安定せ
しめられてなることを特徴とする高調波発生装置。
2. A non-linear optical material is provided with two or more end faces through which resonance light passes, and a resonance light resonance path passing through the two or more end faces is provided in a reciprocating type or a circulating type. One of the end faces includes a monolithic resonator having an incident end face on which incident light is incident, and a laser light source that oscillates in a plurality of modes, and harmonics converted from the resonant light are emitted from any of the end faces. In the harmonic generation device according to the first aspect, the laser light emitted from the laser light source becomes incident light without passing through the solid lens, and 1.
The incident light that is made incident with a beam spot having a size of 5 mm or less and that has entered the inside of the monolithic resonator is passed through the resonance path to become resonance light, and the light flux of the resonance light at the incident end face and the incident light A harmonic generation device characterized in that it is resonantly coupled with a beam spot, and part of the resonant light is fed back to the laser light source to stabilize the oscillation of the laser light source.
【請求項3】請求項1〜2のいずれか1項の高調波発生
装置において、レーザ光源とモノリシック型共振器とが
1.0mm以内に近接して設けられ、前記ビームスポッ
トの大きさが、ほぼ10μm以下であることを特徴とす
る高調波発生装置。
3. The harmonic generator according to claim 1, wherein the laser light source and the monolithic resonator are provided close to each other within 1.0 mm, and the size of the beam spot is A harmonic generation device characterized in that it is approximately 10 μm or less.
【請求項4】請求項1〜2のいずれか1項の高調波発生
装置において、レーザ光源とモノリシック型共振器とが
1〜3mmの距離に近接して設けられ、前記ビームスポ
ットの大きさが、ほぼ0.1〜1.5mmの範囲にある
ことを特徴とする高調波発生装置。
4. The harmonic generator according to claim 1, wherein the laser light source and the monolithic resonator are provided close to each other at a distance of 1 to 3 mm, and the beam spot has a size of , A harmonic generator having a range of approximately 0.1 to 1.5 mm.
【請求項5】レーザ光源とモノリシック型共振器との間
に、前記レーザ光を通過せしめる光学的に透明な媒質が
連続して設けられ、前記媒質の相対屈折率が1.4〜
1.7であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか
1項の高調波発生装置。
5. An optically transparent medium for passing the laser beam is continuously provided between the laser light source and the monolithic resonator, and the relative refractive index of the medium is 1.4 to.
The harmonic generation device according to claim 1, wherein the harmonic generation device is 1.7.
【請求項6】請求項5の高調波発生装置において、前記
媒質はレーザ光源とモノリシック型共振器とを固定せし
めてなることを特徴とする高調波発生装置。
6. The harmonic generator according to claim 5, wherein the medium is a laser light source and a monolithic resonator fixed to each other.
JP19772992A 1992-07-01 1992-07-01 Higher harmonic generator Withdrawn JPH0618950A (en)

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