JPH06283792A - 高繰返し周波数を有する高出力紫外線レーザー・ビームを供給するための方法および装置 - Google Patents

高繰返し周波数を有する高出力紫外線レーザー・ビームを供給するための方法および装置

Info

Publication number
JPH06283792A
JPH06283792A JP3195729A JP19572991A JPH06283792A JP H06283792 A JPH06283792 A JP H06283792A JP 3195729 A JP3195729 A JP 3195729A JP 19572991 A JP19572991 A JP 19572991A JP H06283792 A JPH06283792 A JP H06283792A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
green light
crystal
infrared
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3195729A
Other languages
English (en)
Inventor
Gianfranco Giordano
ジョルダーノ ジャンフランコ
Giovanni Matone
マトーネ ジョヴァンニ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IST NAZI D FUISHIIKA NUCLEAR L
IST NAZI D FUISHIIKA NUCLEAR-LES
Instituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN
Original Assignee
IST NAZI D FUISHIIKA NUCLEAR L
IST NAZI D FUISHIIKA NUCLEAR-LES
Instituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IST NAZI D FUISHIIKA NUCLEAR L, IST NAZI D FUISHIIKA NUCLEAR-LES, Instituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN filed Critical IST NAZI D FUISHIIKA NUCLEAR L
Publication of JPH06283792A publication Critical patent/JPH06283792A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/37Non-linear optics for second-harmonic generation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35Non-linear optics
    • G02F1/353Frequency conversion, i.e. wherein a light beam is generated with frequency components different from those of the incident light beams
    • G02F1/3542Multipass arrangements, i.e. arrangements to make light pass multiple times through the same element, e.g. using an enhancement cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 紫外線レーザー・ビームを供給するための方
法及び装置が開示されている。このシステムは、商業ベ
ースで入手可能な赤外線レーザー、例えば100MHzでモー
ド・ロックされたNd−Yagレーザーの赤外光を倍加
し、得られた緑色光を蓄積リング空洞内に注入して可視
光に高い出力を蓄積し、次に緑色光を倍加して2660オン
グストロームの紫外光にする。 【効果】 紫外光の波長での出力レベルは、商業ベース
で入手可能な連続波レーザーの出力レベルに比してはる
かに高い。従って、本発明の装置によって供給されるレ
ーザーは、平均出力が高く、ほぼ連続波の紫外光ビーム
を供給するので、工業および医療の両分野で多くの重要
な用途を持っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線レーザー・ビー
ム光線に関し、より具体的には高出力の紫外線レーザー
・ビームを供給するための方法および装置に関する。本
発明は、印刷業から印刷カードの生産、さらには医療等
各種産業分野に幅広い用途を見い出すことができる。
【0002】
【従来の技術】300nm以下の波長域で商業用として利用
できるレーザーには、基本的には次の4つの種類がある
ことが知られている。
【0003】a) 100ワットまでの出力があるが繰返し
周波数が(数百Hz程度までと)極めて低いエクシマー
・レーザー。
【0004】b) 連続波モードとパルス・モード(数H
z)の両方で使用できるダイ・レーザー(色素レーザ
ー)。連続波モードでは数百ミリワットが、またパルス
・モードでは数ワットの出力が得られる。
【0005】c) 連続波モードでのみ使用でき、出力も
百ミリワットのオーダーときわめて低いガス・レーザ
ー。
【0006】d) 1ワット未満の低出力を有する高繰返
し周波数で使用する周波数倍加式固体レーザー。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、商業用赤外
線レーザーから驚くほど高い平均出力を有し、そして10
0MHzの周波数で266nmの波長を持つレーザー・ビーム
を供給することにより、商業ベースで入手可能なレーザ
ーの限界を克服することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】LiNbO3結晶体を通
る2つの通路を用いることによる赤外線Nd−Yagレ
ーザーの周波数の倍加については既に文献で報告されて
いる。
【0009】本発明の基礎をなす新規の発見は、一般に
知られる多通路形状が、一般に電子および陽子に用いら
れる蓄積リングと全く類似した光子用蓄積リングに結合
して使用することができるということである。
【0010】すなわち、本発明は、緑色光用蓄積リング
として動作するリング空洞内におかれた非線型結晶体内
で周波数倍加を行うことによって、商業用赤外線レーザ
ー、例えばモード・ロック型(mode-locked)Nd−Y
agレーザーからの赤外光を緑色光へ変換するものであ
る。
【0011】発生された緑色光は、リング周囲を伝搬
し、該空洞内に配置された第2の周波数倍加用結晶体の
中で一部分紫外光に変換される。
【0012】残存緑色光は、リング周囲で第1の倍加用
結晶体まで存続し、該結晶体でリングの走向時間がモー
ド・ロック型赤外線レーザーの繰返し周波数とぴったり
合致する場合には、その残存緑色光は、次の赤外線パル
スによって発生される緑色光にコヒーレントに付加され
る。
【0013】
【作用】該リング空洞により、下記の事項が可能になる
利点があることに留意されたい。
【0014】1) 第1の倍加用結晶体内で発生される緑
色光が、すでに発生され空洞内を伝搬する緑色光に位相
付加されるため、赤外光の緑色光への変換効率が高めら
れる。
【0015】2) 空洞内での蓄積過程により、第2の倍
加用結晶体の入力で、在来のレーザーでは得られない緑
色光出力レベルが得られる。
【0016】本発明の他の特徴及び利点は、望ましい実
施態様を示す添付の図面を参照して以下に行う詳細な説
明から明らかとなろう。ただし、図示の実施態様が本発
明の範囲を限定するものではない。
【0017】
【実施例】図を参照して、第1図の線図は本発明の一実
施態様を示し、図中、IRは、商業用型レーザー源、例
えば出力30Wのモード・ロック型Nd−Yagレーザ
ー装置からの赤外線ビームを指す。
【0018】C1は、赤外線−緑色光倍加用非線型結晶
体(例えばKTP)。C2は、緑色光−紫外光倍加用非
線型結晶体(例えば、KT*Pまたはβ−BaB
24)。M1,M2,M3,M4は、緑色光を全部反射する
鏡。L1,L2,L3,L4は、両結晶体C1,C2内で緑色
光を集光しまた空洞を安定させるためのレンズ。P
1は、同一の通路に沿って入力赤外光を空洞内に伝搬す
る緑色光に重ねるために用いられるプリズム。P2は、
空洞から第1の結晶体C1によって変換されない赤外光
を抽出するために用いられるプリズム。P4は、空洞か
ら第2の結晶体によって発生された紫外光を抽出するた
めに用いられるプリズムである。
【0019】ここで、該レーザー装置によって結晶体C
1へ放射される第1の赤外光パルスが密度出力I1を有す
ると仮定する。結晶体C1の出力には残存赤外光パルス
と緑色光パルスが存在し、その出力は、結晶体C1の変
換効率から次式によって求められる。
【0020】
【数1】
【0021】残存赤外光パルスは、プリズムP2を通過
後空洞を離れ、他方、緑色光パルスは出力ICで結晶体
2に到達する。
【0022】C1についてと同じ条件下で、C2の出力で
紫外光パルスにIUVの出力が供給される。
【0023】
【数2】
【0024】この紫外光パルスは、プリズムP4を通過
後空洞を離れ、他方、残存緑色光パルスは結晶体C1
出力I(A)に達するまでリング周囲を進み続ける。リ
ング内での緑色光の走向時間が赤外光パルスの繰返し周
期と正確に同じなら、緑色光パルスは第2の赤外光パル
スとともに結晶体C1の中に導入される。
【0025】赤外光から緑色光への変換効率は、すでに
発生された緑色光の存在によって影響を受ける。
【0026】従って、第2a図および第2b図に示すよ
うに、赤外光と緑色光が同時に結晶体の中に導入される
という条件は、出力Iinの赤外光パルスが長さZxの第
1の結晶体の中で変換されるという条件と同じこととな
り、第1の結晶体の出力には出力I1の残存赤外光と出
力I(A)の緑色光が存在して、それらが長さZ1の第2の
結晶体の中に導入されることになる。
【0027】以上でわかるように、それは、あたかも実
在のレーザーの密度出力より大きい密度出力Iin=I1
+I(A)を有するレーザーおよび長さZx+Z1の結晶
体が存在するかのようである。これが、きわめて高い赤
外光−緑色光変換効率が得られる理由である。
【0028】したがって、パルスが充分な回数だけ空洞
を通過した後に平衡条件に達したときには、赤外光はほ
とんど緑色光に変換され、その結果緑色光の出力はかな
り高められている。
【0029】このことにより、また緑色光−紫外光の変
換効率も高められる。実際に、空洞を離れる紫外光の出
力は、空洞に入る赤外光の出力から空洞内の各種光学要
素の中での反射、吸収による緑色光の出力損によって減
じた残存赤外光のパワーを差し引いたものに等しい。全
体として、70%程度の赤外光−紫外光変換効率が得ら
れる。したがって、出力30Wの商業用赤外モード・ロ
ック型Nd−Yagレーザーを使用する場合には、本発
明にもとづくレーザーは、20Wまでの平均出力の266n
m波長の光を供給することになる。
【0030】多通路形状と上に説明した装置の光学リン
グ空洞の組合せは、単一の通路における変換効率の低下
を引き起こすいかなることも平衡状態で到達する出力の
レベルにわずかな影響しか及ぼさないので、有利なもの
となる点を理解されたい。瞬間変換効率が低ければ低い
ほど、平衡状態でほぼ同じ変換効率に達するためにはリ
ングの周囲により多くの通路が必要となる。例えば、前
記関係式(1)の中でK1とK2の値がともに2だけ減じ
たとすると、平衡状態での紫外光の出力は約13%だけ
低下する。従って、平衡に達するために必要な通路の数
は6から11の間となるが、これは、モード・ロック型
のNd−Yagレーザーの予想されるコヒーレンス時間
によって課せられる限度内に常に充分収まる数である。
このような状況下では、リング空洞の問題は、単一の通
路で高い変換効率を維持することの繁雑さからビームの
質と光の経路の長さをどのように制御するかに移ること
になる。後者も小さな問題ではないが、前者に比べれば
その克服ははるかに容易である。
【0031】
【発明の効果】既知のレーザー・システムと異なり、本
発明のレーザーは、平均出力が高いほぼ連続波の紫外光
ビームを供給するので、工業および医療の両分野でいく
つかの用途をもっている。最も重要と思われる用途を以
下に挙げる。
【0032】−レーザー・パントグラフィー(写図法)
−。ここでは、半導体ウェハー上にプリント回路を直接
印刷するために紫外線レーザーが用いられ、また現在で
は通常周波数を4倍にしたNd−Yagレーザーが用い
られている。
【0033】−レーザー・リソグラフィ(石版印刷法)
−。これは、印刷業できわめて多く用いられている技術
で現在は波長の長いアルゴン・レーザーが用いられてい
る。
【0034】−血管形成外科−。動脈中の血塊を除去す
るために用いられる。動脈壁は血塊よりはるかに紫外線
ビームを吸収しにくいので、本発明にもとづく高出力紫
外線レーザーは上記の目的には理想的な装置となる。
【0035】以上、望ましい一実施態様の図示および記
述により本発明を説明したが、特許請求の範囲の各項に
記載の本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更およ
び修正をなし得ることは、当該技術に精通したものには
容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】リング空洞を有するレーザー・システムのブロ
ック線図である。
【図2】KTP結晶体の光の補償および長さZxの補助
結晶体をもつ等価回路を示す図である。
【符号の説明】
IR:赤外線ビーム C1:赤外光−緑色光倍加用非線型結晶体 C2:緑色光−紫外光倍加用非線型結晶体 M1,M2,M3,M4:緑色光反射鏡 L1,L2,L3,L4:レンズ P1,P2,P3,P4:プリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョヴァンニ マトーネ イタリア国 ローマ 00046 グロッタフ ェッラータ ヴィアーレ サン ニーロ 46

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高出力の紫外線レーザー・ビームを供給
    するための装置において、在来の赤外線レーザー光源、
    前記レーザー光源のレーザー・ビームの周波数を倍加し
    て緑色光レーザーとするための第1の非線型結晶体、中
    に前記第1の結晶体を配置した前記緑色光を蓄積するた
    めの光学リング空洞、および該緑色光を紫外光に変換す
    るために前記空洞内に配置した第2の非線型結晶体で構
    成されていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 前記光学リング空洞が、前記在来の赤外
    線レーザー光源からの入力赤外線レーザーを同じ経路に
    沿って該空洞周囲を巡回する緑色光に重ねるために前記
    第1の結晶体の上流に配置した第1のプリズム、および
    該空洞から第1の結晶体によって変換されなかった赤外
    光を抽出するために該第1の結晶体の下流に配置した第
    2のプリズムを含むことを特徴とする、請求項1に記載
    の紫外線レーザー・ビーム供給用装置。
  3. 【請求項3】 前記第2のプリズムの出力の緑色光が、
    該緑色光を第2の倍加用結晶体に向けて完全に反射する
    一組の鏡によって反射されることを特徴とする、請求項
    1又は2に記載の紫外線レーザー・ビーム供給用装置。
  4. 【請求項4】 前記空洞から第2の倍加用結晶体で発生
    された紫外光を抽出するためのプリズムが前記第2の倍
    加用結晶体の下流に配置されていることを特徴とする、
    請求項1に記載の紫外線レーザー・ビーム供給用装置。
  5. 【請求項5】 緑色光のリング周囲の旋回時間を、第2
    の結晶体の下流に配置したプリズムからの緑色光パルス
    が第2の赤外光パルスととともに第1の結晶体に入るよ
    う配設された赤外線レーザー光源のパルス繰返し時間と
    等しいように維持するための手段を有することを特徴と
    する、請求項1に記載の紫外線レーザー・ビーム供給用
    装置。
  6. 【請求項6】 商業用赤外線レーザーから紫外線レーザ
    ー・ビーム光線を供給するための装置において、赤外光
    の倍加用第1の非線型結晶体、可視光に高いパワーを蓄
    積するための光学空洞、および緑色光を紫外光に倍加す
    るための第2の非線型結晶体を用いた装置。
  7. 【請求項7】 高出力紫外線レーザーを供給するための
    方法において、 商業用赤外線レーザーの赤外光を非線型結晶体の中で倍
    加し、 緑色光を蓄積リング空洞の中に注入して可視光に高いパ
    ワーを蓄積し、 第2の非線型結晶体によって緑色光を紫外光に倍加する
    工程からなることを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 緑色光の前記リング周囲の旋回時間が使
    用する赤外線レーザー光源のパルスの繰返し時間に等し
    く維持されることを特徴とする、請求項7に記載の高出
    力紫外線レーザーを供給するための方法。
JP3195729A 1990-07-25 1991-07-10 高繰返し周波数を有する高出力紫外線レーザー・ビームを供給するための方法および装置 Pending JPH06283792A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT48164A IT1241503B (it) 1990-07-25 1990-07-25 Metodo ed apparato per fornire luce laser nel campo dell'ultravioletto con alta potenza media ed alta frequenza di ripetizione.
IT48164A/90 1990-07-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06283792A true JPH06283792A (ja) 1994-10-07

Family

ID=11264942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3195729A Pending JPH06283792A (ja) 1990-07-25 1991-07-10 高繰返し周波数を有する高出力紫外線レーザー・ビームを供給するための方法および装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5159602A (ja)
EP (1) EP0468933A3 (ja)
JP (1) JPH06283792A (ja)
IT (1) IT1241503B (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247527A (en) * 1992-04-13 1993-09-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy High power continuous-wave titanium:sapphire laser
US5388114A (en) * 1994-03-17 1995-02-07 Polaroid Corporation Miniaturized self-Q-switched frequency-doubled laser
US5840239A (en) * 1997-01-31 1998-11-24 3D Systems, Inc. Apparatus and method for forming three-dimensional objects in stereolithography utilizing a laser exposure system having a diode pumped frequency quadrupled solid state laser
DE19815362A1 (de) * 1998-03-30 1999-10-14 Las Laser Analytical Systems G Verfahren zur Beeinflussung eines parasitären Ladungsträgergitters in optisch nichtlinearen Materialien bei der Frequenzkonversion von Laserstrahlung
DE10118793B4 (de) * 2000-12-01 2013-11-14 Crylas Crystal Laser Systems Gmbh UV-Festkörperlaser
WO2002044807A2 (de) * 2000-12-01 2002-06-06 Nlg-New Laser Generetion Gmbh Uv-festkörperlaser
US7316182B2 (en) * 2001-08-15 2008-01-08 Integrity Engineering, Inc. Ink proofer arrangement including light source for curing ink
US6814001B2 (en) * 2001-08-15 2004-11-09 Integrity Engineering, Inc. Ink proofer
US6700906B2 (en) 2002-01-31 2004-03-02 The Regents Of The University Of California High energy, high average power solid state green or UV laser
US7275482B2 (en) * 2004-10-28 2007-10-02 Integrity Engineering, Inc. Ink proofer arrangement including substrate roll support and tensioner and method of using
US7600471B2 (en) 2005-05-10 2009-10-13 Westby Ronald K Hand proofer tool
US8720335B2 (en) 2007-04-24 2014-05-13 Probity Engineering, Llc Offset hand proofer tool
WO2010014619A2 (en) 2008-07-28 2010-02-04 Integrity Engineering, Inc. Improvements to flexographic proofing tools and methods

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3947688A (en) * 1974-08-26 1976-03-30 Oregon Graduate Center For Study And Research Method of generating tunable coherent ultraviolet light at wavelengths below 2500 A
JPS56137691A (en) * 1980-03-29 1981-10-27 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Laser device for generating harmonic component
FR2654222B1 (fr) * 1989-11-03 1992-01-17 Thomson Csf Doubleur de frequence optique.

Also Published As

Publication number Publication date
IT9048164A0 (it) 1990-07-25
US5159602A (en) 1992-10-27
IT9048164A1 (it) 1992-01-25
IT1241503B (it) 1994-01-17
EP0468933A3 (en) 1992-09-02
EP0468933A2 (en) 1992-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4370251B2 (ja) モードロック型レーザのオシレータ起動制御のための方法および装置
JP5100990B2 (ja) 極端紫外光源装置用ドライバーレーザ及びlpp型極端紫外光源装置
US6751240B2 (en) Systems for generating short-pulse laser light
JP5232782B2 (ja) 精密に制御された波長変換平均出力を有する光源の制御方法、および波長変換システム
JP5179776B2 (ja) 極端紫外光源用ドライバレーザ
JP6975135B2 (ja) 固体レーザ装置、固体レーザシステム、及び露光装置用レーザ装置
JPH06283792A (ja) 高繰返し周波数を有する高出力紫外線レーザー・ビームを供給するための方法および装置
JP2005533380A (ja) 遠隔uvレーザシステム及び使用方法
JP2001525946A (ja) ハイパワーレーザにおけるイントラキャビティ及びインタキャビティ高調波発生
JP2001502476A (ja) ピコ秒レーザ
US20100272137A1 (en) Laser amplifier system and laser amplifier method
WO2016121281A1 (ja) 固体レーザシステム
US6005878A (en) Efficient frequency conversion apparatus for use with multimode solid-state lasers
US20070064750A1 (en) Deep ultraviolet laser apparatus
JPH08334803A (ja) 紫外レーザー光源
JP2013084971A (ja) 極端紫外光源用ドライバレーザ
JPH0637383A (ja) レーザシステム
WO2021038856A1 (ja) レーザ装置、レーザ加工システム及び電子デバイスの製造方法
JP2541478B2 (ja) 露光装置
US4112390A (en) Laser generator device emitting at a wavelength close to 1.3 microns
JPH11251666A (ja) レーザ光発生方法及びその装置
KR102699861B1 (ko) 레이저 증폭 장치 및 극단 자외광 발생 장치
JPH07318997A (ja) 光パラメトリック発振器
Sakuma et al. High-power narrowband DUV laser source by frequency mixing in CLBO
Reed et al. 250 kHz Optical Parametric Amplification of the White-Light-Continuum from a Ti: Sapphire Regenerative Amplifier