JPH063716A - 第２高調波発生装置 - Google Patents
第２高調波発生装置Info
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- JPH063716A JPH063716A JP16103592A JP16103592A JPH063716A JP H063716 A JPH063716 A JP H063716A JP 16103592 A JP16103592 A JP 16103592A JP 16103592 A JP16103592 A JP 16103592A JP H063716 A JPH063716 A JP H063716A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 波長選択幅が広くかつ作製が容易で実用的な
ＳＨＧ装置を提供すること。 【構成】 端面に反射防止コーティングを有する入力用
半導体レーザーと、端面に基本波を反射する一方で、第
２高調波は透過する性質を有する反射コーティングを設
けてなる出力用共振ミラーとの間に、その各端面が交差
するようバルクまたは厚膜の非線形光学結晶を配置した
もの。
ＳＨＧ装置を提供すること。 【構成】 端面に反射防止コーティングを有する入力用
半導体レーザーと、端面に基本波を反射する一方で、第
２高調波は透過する性質を有する反射コーティングを設
けてなる出力用共振ミラーとの間に、その各端面が交差
するようバルクまたは厚膜の非線形光学結晶を配置した
もの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、第２高調波発生装置に
関し、とりわけ、光記録、レーザープリンタ等に使用さ
れて有用な第２高調波発生装置についての提案である。
関し、とりわけ、光記録、レーザープリンタ等に使用さ
れて有用な第２高調波発生装置についての提案である。
【０００２】
【従来の技術】第２高調波発生（以下、「ＳＨＧ」とい
う）の方法としては、ガスレーザー等のレーザー光を入
射光としてこれをバルク非線形光学結晶などにより短波
長に変換することが一般的な手段と言える。この公知技
術の場合、高いＳＨＧ変換効率を得るためには基本波レ
ーザーの出力を大きくしなければならず、それ故に、装
置が大型になるという欠点があった。
う）の方法としては、ガスレーザー等のレーザー光を入
射光としてこれをバルク非線形光学結晶などにより短波
長に変換することが一般的な手段と言える。この公知技
術の場合、高いＳＨＧ変換効率を得るためには基本波レ
ーザーの出力を大きくしなければならず、それ故に、装
置が大型になるという欠点があった。
【０００３】こうした実情に鑑み、従来、ＳＨＧの変換
効率を向上させるための技術が盛んに研究され、例え
ば、レーザー共振器内に非線形光学結晶を配置した内部
共振型レーザーなどが提案されている。この提案技術
は、レーザー共振器内に固体レーザー結晶と非線形光学
結晶とを配置したものであり、励起光源としてフラッシ
ュランプ等を用いる装置であるから、固体レーザー結晶
による基本波発振出力を向上させるためには、前記フラ
ッシュランプのパワーを向上させなければならず、小型
化には困難があった。
効率を向上させるための技術が盛んに研究され、例え
ば、レーザー共振器内に非線形光学結晶を配置した内部
共振型レーザーなどが提案されている。この提案技術
は、レーザー共振器内に固体レーザー結晶と非線形光学
結晶とを配置したものであり、励起光源としてフラッシ
ュランプ等を用いる装置であるから、固体レーザー結晶
による基本波発振出力を向上させるためには、前記フラ
ッシュランプのパワーを向上させなければならず、小型
化には困難があった。
【０００４】さらに最近では、上掲の固体レーザーの励
起光源として、半導体レーザーを利用する方式のものも
提案されている（「日経ニューマテリアル」；No. 105
，ｐ45〜55）。ここに掲載されているものによれば、
半導体レーザーのパワーが 100mWで波長532nm の緑色レ
ーザー光が３mW得られていて、大きさも長さ20mm程度と
極めて小型の実用的レーザーである。
起光源として、半導体レーザーを利用する方式のものも
提案されている（「日経ニューマテリアル」；No. 105
，ｐ45〜55）。ここに掲載されているものによれば、
半導体レーザーのパワーが 100mWで波長532nm の緑色レ
ーザー光が３mW得られていて、大きさも長さ20mm程度と
極めて小型の実用的レーザーである。
【０００５】また、特開平３−３２８６号公報の開示で
は、プレーナ技術により、レーザー共振器と非線形光導
波路とを同一平面上に配置してなる内部共振型レーザー
を提案している。
は、プレーナ技術により、レーザー共振器と非線形光導
波路とを同一平面上に配置してなる内部共振型レーザー
を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、前記「日経ニューマテリアル」に示
された内部共振型レーザーは、励起用半導体レーザーに
ついては、レーザーの波長許容が 808〜810nm と狭い上
に、固体レーザー結晶において励起される基本波の発振
波長が1064nmと固定されていて融通がきかないという問
題点があった。一般に、固体レーザーの発振波長は、こ
の固体レーザー結晶中に固溶している不純物が励起され
て発光する波長によって決定される。従って、半導体レ
ーザーを利用する場合、固体レーザー結晶と非線形光学
効果を介して第２高調波を発生させて可視光レーザーと
するには、Ｎｄ固溶のＹＡＧ結晶やＮｄ固溶のＹＶＯ4
結晶ぐらいしか利用できず、従って、特定の波長のＳＨ
Ｇ光しか得られないという問題があった。
された内部共振型レーザーは、励起用半導体レーザーに
ついては、レーザーの波長許容が 808〜810nm と狭い上
に、固体レーザー結晶において励起される基本波の発振
波長が1064nmと固定されていて融通がきかないという問
題点があった。一般に、固体レーザーの発振波長は、こ
の固体レーザー結晶中に固溶している不純物が励起され
て発光する波長によって決定される。従って、半導体レ
ーザーを利用する場合、固体レーザー結晶と非線形光学
効果を介して第２高調波を発生させて可視光レーザーと
するには、Ｎｄ固溶のＹＡＧ結晶やＮｄ固溶のＹＶＯ4
結晶ぐらいしか利用できず、従って、特定の波長のＳＨ
Ｇ光しか得られないという問題があった。
【０００７】 次に、前記特開平３−３２８６号公報
に開示の技術では、光導波路を非線形光学素子としてい
るために、非常に狭い波長範囲と温度範囲しか利用する
ことができないことに加え、膜厚制御がオングストロー
ムオーダのため作製が難しく実用的ではないという問題
があった。しかし、この技術は、半導体レーザーを用い
ているので、この半導体レーザーの持つ広い波長範囲を
利用できるものの、導波路の形状とモード分散方式で位
相整合させようとしたとき、この半導体レーザーと非線
形光学素子の導波路との光の結合が悪く、発振効率が悪
いという問題もあった。
に開示の技術では、光導波路を非線形光学素子としてい
るために、非常に狭い波長範囲と温度範囲しか利用する
ことができないことに加え、膜厚制御がオングストロー
ムオーダのため作製が難しく実用的ではないという問題
があった。しかし、この技術は、半導体レーザーを用い
ているので、この半導体レーザーの持つ広い波長範囲を
利用できるものの、導波路の形状とモード分散方式で位
相整合させようとしたとき、この半導体レーザーと非線
形光学素子の導波路との光の結合が悪く、発振効率が悪
いという問題もあった。
【０００８】本発明の目的は、上述した従来技術が抱え
ている問題点を克服し、とくに波長選択幅が広くかつ作
製が容易で実用的なＳＨＧ装置を提供することにある。
ている問題点を克服し、とくに波長選択幅が広くかつ作
製が容易で実用的なＳＨＧ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上掲の目的を実現すべく
鋭意検討した結果、発明者は、広い波長選択幅を維持す
るために、入力用半導体レーザーの出力側端面に反射防
止コーティング（以下、これを「ＡＲコート」という）
を設けることとし、また、実用性を高めるために、出力
用共振ミラーを前記半導体レーザー外部に設けると共
に、この出力用共振ミラーと半導体レーザーとの間に非
線形光学結晶を配置したものとすることが有効であると
の知見を得て本発明を完成した。
鋭意検討した結果、発明者は、広い波長選択幅を維持す
るために、入力用半導体レーザーの出力側端面に反射防
止コーティング（以下、これを「ＡＲコート」という）
を設けることとし、また、実用性を高めるために、出力
用共振ミラーを前記半導体レーザー外部に設けると共
に、この出力用共振ミラーと半導体レーザーとの間に非
線形光学結晶を配置したものとすることが有効であると
の知見を得て本発明を完成した。
【００１０】すなわち、本発明は、出力側端面に反射防
止コーティングを有する入力用半導体レーザーと、入力
側端面に基本波を反射する一方で、第２高調波は透過す
る性質を有する反射コーティングを設けてなる出力用共
振ミラーとの間に、その端面が光軸と交差するようバル
クまたは厚膜の非線形光学結晶を配置したことを特徴と
する第２高調波発生装置である。
止コーティングを有する入力用半導体レーザーと、入力
側端面に基本波を反射する一方で、第２高調波は透過す
る性質を有する反射コーティングを設けてなる出力用共
振ミラーとの間に、その端面が光軸と交差するようバル
クまたは厚膜の非線形光学結晶を配置したことを特徴と
する第２高調波発生装置である。
【００１１】本発明において、入力用に使用する半導体
レーザーとしては、ファブリ・ペロー型の半導体レーザ
ーやＤＢＲ型レーザー、とくに後者のものは、それの片
側のブラッグ反射領域を欠いて利用することができる。
本発明においては、かかる半導体レーザーとしてそれの
出力側端面に、スパッタ装置や真空蒸着装置を用いて誘
電体多層膜の前記「ＡＲコート」を被成したものを用い
る。このＡＲコートは、基本波の透過率が９０％以上の
ものを用いることが効率のよいレーザー発振のためには
有効である。
レーザーとしては、ファブリ・ペロー型の半導体レーザ
ーやＤＢＲ型レーザー、とくに後者のものは、それの片
側のブラッグ反射領域を欠いて利用することができる。
本発明においては、かかる半導体レーザーとしてそれの
出力側端面に、スパッタ装置や真空蒸着装置を用いて誘
電体多層膜の前記「ＡＲコート」を被成したものを用い
る。このＡＲコートは、基本波の透過率が９０％以上の
ものを用いることが効率のよいレーザー発振のためには
有効である。
【００１２】次に、本発明で用いる共振ミラーは、その
入射側の端面に、基本波を完全反射すると同時に、高調
波に対しては反射防止作用を有する反射コーティング
（以下、これを「ＨＲコート」という）を設けてなるも
のである。例えば、このミラーに被成した前記ＨＲコー
トは、反射率が９０％以上あると共に、透過率が９０％
以上あるものを用いることが効率の良いレーザー発振の
ために必要である。なお、本発明において、この共振ミ
ラーは上記ＨＲコーティングを透過率のよい石英ガラス
等の素材の端面, できれば凹面に施こしたものである
が、その他、上記ＨＲコートを他の非線形光学材料の端
面に形成してもよい。
入射側の端面に、基本波を完全反射すると同時に、高調
波に対しては反射防止作用を有する反射コーティング
（以下、これを「ＨＲコート」という）を設けてなるも
のである。例えば、このミラーに被成した前記ＨＲコー
トは、反射率が９０％以上あると共に、透過率が９０％
以上あるものを用いることが効率の良いレーザー発振の
ために必要である。なお、本発明において、この共振ミ
ラーは上記ＨＲコーティングを透過率のよい石英ガラス
等の素材の端面, できれば凹面に施こしたものである
が、その他、上記ＨＲコートを他の非線形光学材料の端
面に形成してもよい。
【００１３】本発明にかかる第２高調波発生装置は、上
述した半導体と出力用共振ミラーとで構成される共振器
との間の光軸上に、非線形光学結晶を配置して構成され
ているものである。前記非線形光学結晶の配置方法とし
ては、結晶の各端面が光軸と直交するように配置するこ
とが望ましい。これは、光学系を複雑にしなくてもよい
からである。また、非線形光学結晶には、位相整合に適
した入射角度があるため、端面と光軸の角度は適当に調
整される。位相整合の角度は、光学軸に対する入射光の
角度で決まる。このため、結晶の切り出し方で端面と光
軸の角度が変わる。
述した半導体と出力用共振ミラーとで構成される共振器
との間の光軸上に、非線形光学結晶を配置して構成され
ているものである。前記非線形光学結晶の配置方法とし
ては、結晶の各端面が光軸と直交するように配置するこ
とが望ましい。これは、光学系を複雑にしなくてもよい
からである。また、非線形光学結晶には、位相整合に適
した入射角度があるため、端面と光軸の角度は適当に調
整される。位相整合の角度は、光学軸に対する入射光の
角度で決まる。このため、結晶の切り出し方で端面と光
軸の角度が変わる。
【００１４】この非線形光学結晶としては、ＬｉＮｂＯ
3 、ＬｉＴａＯ3 、ＫＮｂＯ3 、ＫＴｉＯＰＯ4 （ＫＴ
Ｐ）、Ｂａ2 ＮａＮｂ5 Ｏ15（ＢＮＮ）、Ｋ3 Ｌｉ2 Ｎ
ｂ5Ｏ15（ＫＬＮ）、Ｂａ2 ＬｉＮｂ5 Ｏ15（ＢＬ
Ｎ）、ＺｎＯ、ＫＴａx Ｎｂ1-xＯ3 （ＫＴＮ）、Ｌｉ
ＩＯ3 、Ｓｒx Ｂａ1-x Ｎｂ2 Ｏ6 （ＳＢＮ）、ＢａＴ
ｉＯ3 、ＰｂＴｉＯ3 、ＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＫＤ
2 ＰＯ4 （ＫＤ* Ｐ）、ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 （ＡＤＰ）、
ＩｎＰＳ4 、β−ＢａＢ2 Ｏ4 （ＢＢＯ）、ＬｉＢ 3 Ｏ
5 （ＬＢＯ）などを用いることができるが、なかでもβ
−ＢＢＯは、短波長まで光が透過し、広い波長範囲で位
相整合がとれ、比較的非線形光学定数が大きいので、本
発明にはとりわけ好適である。なお、この非線形光学結
晶としては、結晶を切り出したものでも、あるいは基板
上に１００μｍ以上の厚膜にしたものを切り出したもの
を使用してもよい。
3 、ＬｉＴａＯ3 、ＫＮｂＯ3 、ＫＴｉＯＰＯ4 （ＫＴ
Ｐ）、Ｂａ2 ＮａＮｂ5 Ｏ15（ＢＮＮ）、Ｋ3 Ｌｉ2 Ｎ
ｂ5Ｏ15（ＫＬＮ）、Ｂａ2 ＬｉＮｂ5 Ｏ15（ＢＬ
Ｎ）、ＺｎＯ、ＫＴａx Ｎｂ1-xＯ3 （ＫＴＮ）、Ｌｉ
ＩＯ3 、Ｓｒx Ｂａ1-x Ｎｂ2 Ｏ6 （ＳＢＮ）、ＢａＴ
ｉＯ3 、ＰｂＴｉＯ3 、ＫＨ2 ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＫＤ
2 ＰＯ4 （ＫＤ* Ｐ）、ＮＨ4 Ｈ2 ＰＯ4 （ＡＤＰ）、
ＩｎＰＳ4 、β−ＢａＢ2 Ｏ4 （ＢＢＯ）、ＬｉＢ 3 Ｏ
5 （ＬＢＯ）などを用いることができるが、なかでもβ
−ＢＢＯは、短波長まで光が透過し、広い波長範囲で位
相整合がとれ、比較的非線形光学定数が大きいので、本
発明にはとりわけ好適である。なお、この非線形光学結
晶としては、結晶を切り出したものでも、あるいは基板
上に１００μｍ以上の厚膜にしたものを切り出したもの
を使用してもよい。
【００１５】前記非線形光学結晶の光軸上にある両端面
には、基本波ならびに高調波に対してＡＲコートを施し
たものでもよく、また上記したように、片側のみＨＲコ
ートを、そして他方の端面には基本波、高調波を透過す
るＡＲコートを施してなるものを用いてもよい。この非
線形光学結晶のＡＲコートとしては、基本波、高調波と
もに９０％以上の透過率があることが効率のよいレーザ
ー発振には必要である。
には、基本波ならびに高調波に対してＡＲコートを施し
たものでもよく、また上記したように、片側のみＨＲコ
ートを、そして他方の端面には基本波、高調波を透過す
るＡＲコートを施してなるものを用いてもよい。この非
線形光学結晶のＡＲコートとしては、基本波、高調波と
もに９０％以上の透過率があることが効率のよいレーザ
ー発振には必要である。
【００１６】なお、本発明装置の場合、一般に半導体レ
ーザーの出力光は広い広がり角を持っているので、半導
体レーザーと非線形光学結晶の間にレンズを置き、前記
半導体レーザーからの光を平行光または収束光にした方
が効率のよいレーザー発振を行なうのに好都合である。
ーザーの出力光は広い広がり角を持っているので、半導
体レーザーと非線形光学結晶の間にレンズを置き、前記
半導体レーザーからの光を平行光または収束光にした方
が効率のよいレーザー発振を行なうのに好都合である。
【００１７】
【作用】一般に、ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザーは発
振波長が６５０nmから９００nmまで発振することがで
き、また、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザーは９５０nm
から１８００nmまで発振することができる。このような
様々な波長が選択できる半導体レーザーより発振したレ
ーザー光は、一般には、半導体レーザーの端面をミラー
としてレーザー発振を行っているが、このままでは、非
線形光学材料を光軸上に配置しても内部共振器を形成で
きず、高調波への変換効率が低い。
振波長が６５０nmから９００nmまで発振することがで
き、また、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザーは９５０nm
から１８００nmまで発振することができる。このような
様々な波長が選択できる半導体レーザーより発振したレ
ーザー光は、一般には、半導体レーザーの端面をミラー
としてレーザー発振を行っているが、このままでは、非
線形光学材料を光軸上に配置しても内部共振器を形成で
きず、高調波への変換効率が低い。
【００１８】本発明では、このような弊害を除くため
に、半導体レーザーにはＡＲコートを施し、これとは別
に外部の共振ミラーによる共振器を設けてレーザー発振
を行うようにしたものである。このような構成にする
と、レーザー共振器内の光強度は、共振ミラーの反射率
をＲとすると通常の共振器からでてくるレーザー光の
（１−Ｒ）-1倍になり、光強度が強いため高調波への変
換効率が飛躍的に良くなる。それ故に、本発明において
は、かかる共振器内の光軸上に非線形光学結晶を配置す
ることにより、小型で変換効率のよいＳＨＧデバイスが
与えられる。さらに、非線形光学結晶に入射する光が集
光されている場合は、基本波の波長変動にも強くなり、
基本波の波長が変化した場合においてもあまりＳＨＧ出
力が低下するようなこともない。その上、本発明の構成
において、共振器内に配置する非線形光学結晶は、バル
クまたは厚膜材料を用いるので、温度変化に強いＳＨＧ
デバイスを得ることができる。
に、半導体レーザーにはＡＲコートを施し、これとは別
に外部の共振ミラーによる共振器を設けてレーザー発振
を行うようにしたものである。このような構成にする
と、レーザー共振器内の光強度は、共振ミラーの反射率
をＲとすると通常の共振器からでてくるレーザー光の
（１−Ｒ）-1倍になり、光強度が強いため高調波への変
換効率が飛躍的に良くなる。それ故に、本発明において
は、かかる共振器内の光軸上に非線形光学結晶を配置す
ることにより、小型で変換効率のよいＳＨＧデバイスが
与えられる。さらに、非線形光学結晶に入射する光が集
光されている場合は、基本波の波長変動にも強くなり、
基本波の波長が変化した場合においてもあまりＳＨＧ出
力が低下するようなこともない。その上、本発明の構成
において、共振器内に配置する非線形光学結晶は、バル
クまたは厚膜材料を用いるので、温度変化に強いＳＨＧ
デバイスを得ることができる。
【００１９】
実施例１ 第２高調波発生装置（ＳＨＧ装置）を構成する半導体レ
ーザーとして、発振波長が８３０nm、注入電流１２０mA
での出力が１００mWの大きさの半導体レーザーの出力側
端面に、電子ビーム蒸着法でＺｎＯ2 膜によるＡＲコー
トを０．１１nm被成したものを用いた。このＺｎＯ2 膜
を被成した半導体レーザーは８３０nmの光の透過率が９
８％で、ＡＲコートとして十分なものと言えた。この半
導体レーザー１の出射側に当たる後方に、ｆ＝４mmのレ
ンズを配置し、半導体レーザー１からの光をコリメート
光とした。なお、このレンズ２の焦点位置は、正確に半
導体レーザーの出射端面に一致するように合わせた。そ
して、このレンズのさらにその後方には、ｆ＝５mmのレ
ンズを配置して前記コリメート光を集光することとし
た。次に、上記のレンズから１０mm後方の位置には、８
３０nmの基本波を９７％反射し、そして４１５nmの高調
波を９６％透過するＨＲコートを形成してなる出力用共
振ミラーを配置して共振器を構成した。この共振器につ
いて、他方の端面から出力される光の強度を測定したと
ころ、注入電流が８０mAで８６mWあり、この構成で共振
器が作製されていることを確認した。
ーザーとして、発振波長が８３０nm、注入電流１２０mA
での出力が１００mWの大きさの半導体レーザーの出力側
端面に、電子ビーム蒸着法でＺｎＯ2 膜によるＡＲコー
トを０．１１nm被成したものを用いた。このＺｎＯ2 膜
を被成した半導体レーザーは８３０nmの光の透過率が９
８％で、ＡＲコートとして十分なものと言えた。この半
導体レーザー１の出射側に当たる後方に、ｆ＝４mmのレ
ンズを配置し、半導体レーザー１からの光をコリメート
光とした。なお、このレンズ２の焦点位置は、正確に半
導体レーザーの出射端面に一致するように合わせた。そ
して、このレンズのさらにその後方には、ｆ＝５mmのレ
ンズを配置して前記コリメート光を集光することとし
た。次に、上記のレンズから１０mm後方の位置には、８
３０nmの基本波を９７％反射し、そして４１５nmの高調
波を９６％透過するＨＲコートを形成してなる出力用共
振ミラーを配置して共振器を構成した。この共振器につ
いて、他方の端面から出力される光の強度を測定したと
ころ、注入電流が８０mAで８６mWあり、この構成で共振
器が作製されていることを確認した。
【００２０】そこで、上記共振器を用い、前記の第二の
レンズと出力用共振ミラーとの間のレンズ焦点位置に、
結晶の中心が来るように調整された長さ３mmのβ−ＢＢ
Ｏ結晶を配置してＳＨＧ装置とし、このＳＨＧ装置を用
いて前記半導体レーザーに、注入電流を８０mAに維持し
て励起させたとき、出力用共振ミラーからは３．２mWの
波長４１５nmのレーザー光が得られた。このデバイスの
長さは２１mmで小型であった。
レンズと出力用共振ミラーとの間のレンズ焦点位置に、
結晶の中心が来るように調整された長さ３mmのβ−ＢＢ
Ｏ結晶を配置してＳＨＧ装置とし、このＳＨＧ装置を用
いて前記半導体レーザーに、注入電流を８０mAに維持し
て励起させたとき、出力用共振ミラーからは３．２mWの
波長４１５nmのレーザー光が得られた。このデバイスの
長さは２１mmで小型であった。
【００２１】次に、このＳＨＧ装置を恒温槽に入れ、温
度を０℃から６０℃まで変化させてそのときの出力を測
定した。その結果、４１５nmのレーザー出力は、２．４
から３．２mWの間で変化しただけで、明らかに弱くなる
ようなことはなかった。
度を０℃から６０℃まで変化させてそのときの出力を測
定した。その結果、４１５nmのレーザー出力は、２．４
から３．２mWの間で変化しただけで、明らかに弱くなる
ようなことはなかった。
【００２２】実施例２ ＳＨＧ装置を構成する半導体レーザーとして、発振波長
が８６０nm、注入電流８０mAでの出力が６０mWの大きさ
の半導体レーザーの出力側端面に、真空蒸着によりＺｎ
Ｏ2 膜によるＡＲコートを０．１１nm被成したものを用
いた。このＺｎＯ2 膜を被成した半導体レーザーは、の
８６０nmの光の透過率が９８％でＡＲコートとして十分
な作用のものであった。
が８６０nm、注入電流８０mAでの出力が６０mWの大きさ
の半導体レーザーの出力側端面に、真空蒸着によりＺｎ
Ｏ2 膜によるＡＲコートを０．１１nm被成したものを用
いた。このＺｎＯ2 膜を被成した半導体レーザーは、の
８６０nmの光の透過率が９８％でＡＲコートとして十分
な作用のものであった。
【００２３】この半導体レーザーの出射側の後方に、ｆ
＝２mm長さ３mmのロッドレンズを配置した。レンズの焦
点位置は正確に半導体レーザーの出射端面に合わせた。
このロッドレンズではｆ＝２mmの位置で集光が起きた。
次に、このレンズから５mm後方の位置には、入射側の凹
端面に８６０nmの基本波を９７％反射すると共に、４３
０nmの高調波を９６％透過するＨＲコートを形成してな
る出力用共振ミラーを配置して共振器を構成した。この
共振器について、他の端面から出力される光の強度を測
定したところ、注入電流８０mAで５３mWあり、この構成
で立派な共振器が作製されていることを確認した。
＝２mm長さ３mmのロッドレンズを配置した。レンズの焦
点位置は正確に半導体レーザーの出射端面に合わせた。
このロッドレンズではｆ＝２mmの位置で集光が起きた。
次に、このレンズから５mm後方の位置には、入射側の凹
端面に８６０nmの基本波を９７％反射すると共に、４３
０nmの高調波を９６％透過するＨＲコートを形成してな
る出力用共振ミラーを配置して共振器を構成した。この
共振器について、他の端面から出力される光の強度を測
定したところ、注入電流８０mAで５３mWあり、この構成
で立派な共振器が作製されていることを確認した。
【００２４】そこで、上記共振器を用い、前記ロッドレ
ンズと出力用共振ミラーとの間のレンズの焦点位置に結
晶の中心がくるように調整された長さ３mmのＫＮｂＯ3
結晶を配置してＳＨＧ装置とした。そこで、このＳＨＧ
装置の半導体レーザーに注入電流を８０mAに励起させた
とき、出力ミラーからは２．４mWの波長４３０nmのレー
ザー光が得られた。このデバイスの長さは１５mmで小型
であった。
ンズと出力用共振ミラーとの間のレンズの焦点位置に結
晶の中心がくるように調整された長さ３mmのＫＮｂＯ3
結晶を配置してＳＨＧ装置とした。そこで、このＳＨＧ
装置の半導体レーザーに注入電流を８０mAに励起させた
とき、出力ミラーからは２．４mWの波長４３０nmのレー
ザー光が得られた。このデバイスの長さは１５mmで小型
であった。
【００２５】次に、このＳＨＧ装置を恒温槽に入れ、温
度を０℃から４０℃まで変化させてそのときの出力を測
定した。その結果、４１５nmのレーザー出力は１．０か
ら２．４mWの間で変化しただけで、明らかに弱くなるよ
うなことはなかった。
度を０℃から４０℃まで変化させてそのときの出力を測
定した。その結果、４１５nmのレーザー出力は１．０か
ら２．４mWの間で変化しただけで、明らかに弱くなるよ
うなことはなかった。
【００２６】実施例３ ＳＨＧ装置を構成する半導体レーザーとして、発振波長
が１．３μｍ、注入電流８０mAでの出力が２０mWの大き
さの半導体レーザーの出力側端面に、ＡＲコートとして
真空蒸着によりＺｎＯ2 膜を０．１１nm被成したものを
用いた。このＺｎＯ2 膜を用いた時の１．３μｍの光の
透過率は９８％で、ＡＲコートとして十分な作用のもの
であった。
が１．３μｍ、注入電流８０mAでの出力が２０mWの大き
さの半導体レーザーの出力側端面に、ＡＲコートとして
真空蒸着によりＺｎＯ2 膜を０．１１nm被成したものを
用いた。このＺｎＯ2 膜を用いた時の１．３μｍの光の
透過率は９８％で、ＡＲコートとして十分な作用のもの
であった。
【００２７】この半導体レーザーの後方に、ｆ＝２mm、
長さ３mmのロッドレンズを配置した。このロッドレンズ
の焦点位置は半導体レーザーの出射端面に正確に合わせ
た。このロッドレンズではｆ＝２mmの位置で集光が起き
た。次に、このレンズのさらに５mm後方の位置には、入
射側の端面に１．３μｍの基本波を９６％反射すると共
に、０．６５μｍの高調波を９７％透過するＨＲコート
を形成してなる出力用共振ミラーを配置して共振器を構
成した。この共振器について、他の端面から出力される
光の強度を測定したところ、注入電流８０mAで１６mWあ
り、この構成で立派な共振器が作製されていることを確
認した。
長さ３mmのロッドレンズを配置した。このロッドレンズ
の焦点位置は半導体レーザーの出射端面に正確に合わせ
た。このロッドレンズではｆ＝２mmの位置で集光が起き
た。次に、このレンズのさらに５mm後方の位置には、入
射側の端面に１．３μｍの基本波を９６％反射すると共
に、０．６５μｍの高調波を９７％透過するＨＲコート
を形成してなる出力用共振ミラーを配置して共振器を構
成した。この共振器について、他の端面から出力される
光の強度を測定したところ、注入電流８０mAで１６mWあ
り、この構成で立派な共振器が作製されていることを確
認した。
【００２８】この共振器中には次のような非線形光学結
晶を配置した。すなわち、ＬｉＴａＯ3 基板上にＬＰＥ
法により成長させたＬｉＮｂＯ3 厚膜（１２０μｍ）を
設けてなる結晶を作製してその端面をカットし、さらに
端面を研磨して長さ３mmのＳＨＧ用非線形光学結晶とし
た。次に、この結晶の一端面にＳｉＯ2 を0.12μｍ厚み
に真空蒸着し、ＡＲコートとした。次に、この結晶の他
端面を半導体レーザーのＡＲコートのなされた所から２
０μｍの位置にくるように配置した。さらに、この冷結
晶のもう一方の端面から１００μｍの位置に１．３μｍ
の基本波を96％反射すると共に、０．６５μｍの高調波
を９７％透過する出力用共振ミラーを配置した。
晶を配置した。すなわち、ＬｉＴａＯ3 基板上にＬＰＥ
法により成長させたＬｉＮｂＯ3 厚膜（１２０μｍ）を
設けてなる結晶を作製してその端面をカットし、さらに
端面を研磨して長さ３mmのＳＨＧ用非線形光学結晶とし
た。次に、この結晶の一端面にＳｉＯ2 を0.12μｍ厚み
に真空蒸着し、ＡＲコートとした。次に、この結晶の他
端面を半導体レーザーのＡＲコートのなされた所から２
０μｍの位置にくるように配置した。さらに、この冷結
晶のもう一方の端面から１００μｍの位置に１．３μｍ
の基本波を96％反射すると共に、０．６５μｍの高調波
を９７％透過する出力用共振ミラーを配置した。
【００２９】次に、ロッドレンズと出力用共振ミラーの
間で、このロッドレンズの焦点位置に上記結晶の中心が
くるようにこの結晶を配置してＳＨＧ装置とした。この
ＳＨＧ装置について、注入電流を８０mAにしたとき、出
力ミラーからは600 μＷの波長０．６５μｍの赤色レー
ザー光が得られた。なお、この装置の長さは１５mmで小
型であった。次に、この装置を恒温槽に入れ、温度を０
℃から４０℃まで変化させてそのときの出力を測定し
た。その結果、０．６５μｍのレーザー出力は、４６０
μＷから６００μＷの間で変化しただけで、明らかに弱
くなるようなことはなかった。
間で、このロッドレンズの焦点位置に上記結晶の中心が
くるようにこの結晶を配置してＳＨＧ装置とした。この
ＳＨＧ装置について、注入電流を８０mAにしたとき、出
力ミラーからは600 μＷの波長０．６５μｍの赤色レー
ザー光が得られた。なお、この装置の長さは１５mmで小
型であった。次に、この装置を恒温槽に入れ、温度を０
℃から４０℃まで変化させてそのときの出力を測定し
た。その結果、０．６５μｍのレーザー出力は、４６０
μＷから６００μＷの間で変化しただけで、明らかに弱
くなるようなことはなかった。
【００３０】比較例 ＳＨＧ装置の半導体レーザーとして、市販の発振波長が
８６０nm、注入電流８０mAでの出力が６０mWの大きさの
半導体レーザーの出力側の端面に、ＡＲコートとして真
空蒸着によりＺｎＯ2 膜を０．１１nm被成したものを用
いた。このＺｎＯ2 膜を用いた半導体レーザーの８６０
nmの光の透過率は９８％でＡＲコートとして十分な作用
のものであった。
８６０nm、注入電流８０mAでの出力が６０mWの大きさの
半導体レーザーの出力側の端面に、ＡＲコートとして真
空蒸着によりＺｎＯ2 膜を０．１１nm被成したものを用
いた。このＺｎＯ2 膜を用いた半導体レーザーの８６０
nmの光の透過率は９８％でＡＲコートとして十分な作用
のものであった。
【００３１】また、ＬｉＴａＯ3 基板上にＬＰＥ法によ
り成長させたＬｉＮｂＯ3 薄膜を用いてモード分散型の
ＳＨＧ素子を作製した。ＬｉＮｂＯ3 薄膜はＴＥ0 モー
ドからＴＭ0 モードへ位相整合がとれるように正確に
１．６８μｍとした。また、この素子の長さは３mmであ
る。そして、この素子の片側端面には８６０nmの基本波
を反射し、４３０nmの高調波を透過するコーティングを
施し、もう一方の端面には８６０nmの基本波、４３０nm
の高調波ともに透過するコーティングを施した。このよ
うなコーティングを有する素子の８６０nmの片側透過率
は９６％で反射率は９７％であった。また４３０nmの透
過率は９５％であった。
り成長させたＬｉＮｂＯ3 薄膜を用いてモード分散型の
ＳＨＧ素子を作製した。ＬｉＮｂＯ3 薄膜はＴＥ0 モー
ドからＴＭ0 モードへ位相整合がとれるように正確に
１．６８μｍとした。また、この素子の長さは３mmであ
る。そして、この素子の片側端面には８６０nmの基本波
を反射し、４３０nmの高調波を透過するコーティングを
施し、もう一方の端面には８６０nmの基本波、４３０nm
の高調波ともに透過するコーティングを施した。このよ
うなコーティングを有する素子の８６０nmの片側透過率
は９６％で反射率は９７％であった。また４３０nmの透
過率は９５％であった。
【００３２】この素子の８６０nm基本波、４３０nm高調
波ともに透過するコーティング付与面を、上記ＡＲコー
トの施された半導体レーザー素子の端面に２μｍの位置
まで近接させ、この半導体レーザーに８０mAの電流を注
入したところ、半導体レーザーのもう一方の端面から出
力される光の強度を測定したところ、１２mWあり共振器
が作製されていることを確認した。この素子から出力さ
れる波長４３０nmのレーザー光の出力を測定したところ
７６μＷであった。次に、このデバイスを恒温槽に入
れ、温度を０℃から４０℃まで変化させて出力を測定し
た。その結果、４３０nmのレーザー出力は温度が２１℃
から２３．４℃までしか確認することができなかった。
波ともに透過するコーティング付与面を、上記ＡＲコー
トの施された半導体レーザー素子の端面に２μｍの位置
まで近接させ、この半導体レーザーに８０mAの電流を注
入したところ、半導体レーザーのもう一方の端面から出
力される光の強度を測定したところ、１２mWあり共振器
が作製されていることを確認した。この素子から出力さ
れる波長４３０nmのレーザー光の出力を測定したところ
７６μＷであった。次に、このデバイスを恒温槽に入
れ、温度を０℃から４０℃まで変化させて出力を測定し
た。その結果、４３０nmのレーザー出力は温度が２１℃
から２３．４℃までしか確認することができなかった。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
型で変換効率と温度安定性に優れた、しかも波長選択幅
の広い極めて実用的な第２高調波発生装置が得られる。
型で変換効率と温度安定性に優れた、しかも波長選択幅
の広い極めて実用的な第２高調波発生装置が得られる。
【図１】図１は、本発明の第２高調波発生素子の模式
図。
図。
１ 半導体レーザー ２ レンズ ３ 基本波 ４ 活性層 ５ 非線形光学素子 ６ 出力ミラー ７ ＳＨＧ光 ８ ＡＲコート
Claims (1)
- 【請求項１】 出力側端面に反射防止コーティングを有
する入力用半導体レーザーと、入力側端面に基本波を反
射する一方で、第２高調波は透過する性質を有する反射
コーティングを設けてなる出力用共振ミラーとの間に、
その各端面が光軸と交差するようバルクまたは厚膜の非
線形光学結晶を配置したことを特徴とする第２高調波発
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16103592A JPH063716A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 第２高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16103592A JPH063716A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 第２高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063716A true JPH063716A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15727362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16103592A Pending JPH063716A (ja) | 1992-06-19 | 1992-06-19 | 第２高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6481788B1 (en) | 1999-11-17 | 2002-11-19 | Mazda Motor Corporation | Upper body structure for a vehicle |
-
1992
- 1992-06-19 JP JP16103592A patent/JPH063716A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6481788B1 (en) | 1999-11-17 | 2002-11-19 | Mazda Motor Corporation | Upper body structure for a vehicle |
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