JPH0669569A - Optical wavelength conversion apparatus - Google Patents

Optical wavelength conversion apparatus

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JPH0669569A
JPH0669569A JP22172592A JP22172592A JPH0669569A JP H0669569 A JPH0669569 A JP H0669569A JP 22172592 A JP22172592 A JP 22172592A JP 22172592 A JP22172592 A JP 22172592A JP H0669569 A JPH0669569 A JP H0669569A
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JP
Japan
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face
end surface
laser
solid
laser crystal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22172592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Saito
隆行 斉藤
Chiaki Goto
千秋 後藤
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Fujinon Corp
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0669569A publication Critical patent/JPH0669569A/en
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Abstract

PURPOSE:To oscillate the fundamental wave of a desired output light with simple constitution, by forming a solid laser crystal in a wedge type wherein an outer end surface and an inner end surface are intersecting. CONSTITUTION:An optical wavelength conversion apparatus 16 consists of the following; a wedge type Nd-doped YAG laser crystal 13 irradiated with pumping laser light, an output mirror 14 and an end surface mirror formed on the pumping laser light incidence end surface 13A whose mirrors resonate laser light, and a KNbO3 crystal 15 which outputs the second harmonic wave form the inputted fundamental wave. The inclination of a second end surface 13B to a path 21 is so adjusted that the angle of refraction of laser light whose wavelength is to be oscillated becomes equal to the wedge angle theta1 (crossing angle of a first end surface 13A and the second end surface 13B) of the YAG laser crystal 13. Thereby only the laser light of desired wavelength is normally reflected by the end surface mirror of the second end surface 13B.

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、カラープリンタ等の各
種光学装置に使用されるもので、固体レーザ結晶および
光波長変換素子を用いて特に緑色や青色等の短波長領域
の光を生成するための光波長変換装置に関し、詳しくは
レーザ共振器の励起光入射側ミラー部分の構造の改良に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in various optical devices such as color printers and produces a light in a short wavelength region such as green or blue by using a solid laser crystal and a light wavelength conversion element. The present invention relates to an optical wavelength conversion device for improving the structure of a mirror portion of a laser resonator on the excitation light incident side.

【0002】[0002]

【従来の技術】カラープリンタ等の種々の光学装置の分
野において緑色や青色の波長領域の短波長光を生成する
必要が生じている。このような短波長光を生成する技術
としては、例えばNd(ネオジウム)をドープしたYA
Gレーザ結晶を半導体レーザ光(809nm)により励起し、
これによりYAGレーザ結晶から発振される1064nmや94
6nm の赤外レーザ光を基本波としてKNbO3 結晶(以
下KNと称する)等の非線形光学結晶に通し、これらの
第2高調波である532nm (緑色)や473nm (青色)のレ
ーザ光を得るものが知られている。
2. Description of the Related Art In the field of various optical devices such as color printers, it has become necessary to generate short wavelength light in the green and blue wavelength regions. As a technique for generating such short-wavelength light, for example, YA doped with Nd (neodymium) is used.
G laser crystal is excited by semiconductor laser light (809 nm),
As a result, 1064 nm or 94 emitted from the YAG laser crystal
Using 6nm infrared laser light as a fundamental wave through a nonlinear optical crystal such as KNbO 3 crystal (hereinafter referred to as KN) to obtain laser light of 532nm (green) or 473nm (blue) which is the second harmonic of these It has been known.

【0003】また、共振器を構成する2つのミラーのう
ち励起光入射側のミラーを、上記YAGレーザ結晶の共
振器外側端面をコーティングすることにより形成したも
のが知られている。
It is also known that one of the two mirrors constituting the resonator, which is on the pumping light incident side, is formed by coating the end surface of the YAG laser crystal on the outside of the resonator.

【0004】すなわち、例えば図3に示す如く半導体レ
ーザ光源1から出力された波長809nm のレーザ光を集束
レンズ2を通して平板状のYAGレーザ結晶(Ndドー
プ)3に入射せしめてYAGレーザ結晶3を端面励起せ
しめ、このYAGレーザ結晶3から波長946nm のレーザ
光を含む、波長の異なる複数本のレーザ光を出力せしめ
る。波長946nm のレーザ光はYAGレーザ結晶3の励起
光入射端面をコーティングしてなる入射側ミラー3Aと
出力ミラー4との間を往復反射するうちにKNbO3
晶(以下KNと称する)からなる光波長変換素子5によ
って波長473nm(青色)の第2高調波に波長変換され
る。波長473nm のレーザ光は出力ミラー4を透過して外
部に出力され、これにより青色領域のレーザ光を得るこ
とができる。
That is, for example, as shown in FIG. 3, a laser beam having a wavelength of 809 nm outputted from a semiconductor laser light source 1 is made incident on a flat YAG laser crystal (Nd-doped) 3 through a focusing lens 2 to make the YAG laser crystal 3 an end face. The YAG laser crystal 3 is excited to output a plurality of laser beams having different wavelengths including a laser beam having a wavelength of 946 nm. The laser light having a wavelength of 946 nm is a light wavelength composed of a KNbO 3 crystal (hereinafter referred to as KN) while being reflected back and forth between the incident side mirror 3A formed by coating the excitation light incident end face of the YAG laser crystal 3 and the output mirror 4. The conversion element 5 converts the wavelength into the second harmonic having a wavelength of 473 nm (blue). The laser light with a wavelength of 473 nm passes through the output mirror 4 and is output to the outside, whereby laser light in the blue region can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したように上記技
術によって青色領域のレーザ光(波長473nm )を得る場
合にはNdドープされたYAGレーザ結晶3からの波長
946nm のレーザ光を共振器内で往復反射させる必要があ
るが、YAGレーザ結晶3からは波長946nm 以外にも例
えば波長1064nmのレーザ光が出力される。
As described above, when laser light in the blue region (wavelength 473 nm) is obtained by the above technique, the wavelength from the Nd-doped YAG laser crystal 3 is obtained.
It is necessary to reflect the laser light of 946 nm back and forth inside the resonator, but the YAG laser crystal 3 outputs laser light of wavelength 1064 nm in addition to the wavelength of 946 nm.

【0006】この波長1064nmのレーザ光は、YAGレー
ザ結晶3から出力される光のうち一番強度が大きく、し
たがって波長946nm の光を発振させるためには共振器を
構成する2つの反射ミラーのコーティングを工夫して、
波長946nm の光に対しては高反射(可能な限り反射率10
0 %に近づける)とし、波長1064nmの光に対しては低反
射(例えば反射率70%以下)とする必要がある。
This laser light having a wavelength of 1064 nm has the highest intensity among the lights outputted from the YAG laser crystal 3, and therefore, in order to oscillate the light having a wavelength of 946 nm, the coating of two reflection mirrors constituting a resonator is performed. Devise,
High reflectivity for light of wavelength 946 nm (reflectance of 10
(Close to 0%), and it is necessary to have low reflection (for example, a reflectance of 70% or less) for light with a wavelength of 1064 nm.

【0007】しかしながら、上記2つの波長が極めて近
い値であることから上述した如き理想的な特性を有する
コーティング膜を生成することは困難である。
However, since the two wavelengths are extremely close to each other, it is difficult to form the coating film having the ideal characteristics as described above.

【0008】本願発明はこのような事情に鑑みなされた
もので、簡単な構成で所望する出力光の基本波を発振す
ることのできる光波長変換装置を提供することを目的と
するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an optical wavelength conversion device capable of oscillating a desired fundamental wave of output light with a simple structure.

【0009】さらに、上述したように共振器を構成する
2つのミラーのうち励起光入射側のミラーが固体レーザ
結晶の励起光入射側端面をコーティングすることによっ
て構成されている場合には、この端面からの励起用レー
ザ光の反射光が励起用レーザ光源に戻ってノイズ源とな
るのを防止すべくこの反射光の取扱いを工夫する必要が
ある。
Further, in the case where the pumping light incident side mirror of the two mirrors constituting the resonator is formed by coating the pumping light incident side end face of the solid-state laser crystal as described above, this end facet It is necessary to devise a way to handle the reflected light of the pumping laser light from the above to prevent it from returning to the pumping laser light source and becoming a noise source.

【0010】そこで本願発明は、簡単な構成で所望する
出力光の基本波を高反射率で反射することができるとと
もに、励起用レーザ光がレーザ光源に戻らないように設
定し得る光波長変換装置を提供することを目的とするも
のである。
In view of this, the present invention is capable of reflecting a desired fundamental wave of output light with a high reflectance with a simple structure and setting an optical wavelength converter capable of setting the pumping laser light so as not to return to the laser light source. It is intended to provide.

【0011】また、上述したように固体レーザ結晶の励
起光入射側端面が共振器ミラーの一方を構成している場
合には、この共振器内を往復するレーザ光は固体レーザ
結晶内を通過することになるので、上記固体レーザ結晶
の励起光入射側端面(反射面)とは逆側の端面に入射す
る際における反射率はできるだけ小さくすることが発振
効率を向上させる上で好ましい。この端面に反射防止膜
を形成することも可能であるが、これでは製造コストが
大となり好ましくない。
When the end face of the solid-state laser crystal on the pumping light incidence side constitutes one of the resonator mirrors, the laser light reciprocating in the resonator passes through the solid-state laser crystal. Therefore, in order to improve the oscillation efficiency, it is preferable to make the reflectance as small as possible when the light is incident on the end surface (reflection surface) of the solid-state laser crystal opposite to the end surface (reflection surface) on the excitation light incident side. It is possible to form an antireflection film on this end face, but this is not preferable because it increases the manufacturing cost.

【0012】そこで本願発明は、固体レーザ結晶の励起
光入射側端面とは逆側の端面において、反射防止膜を形
成せずとも出力光の基本波に係るレーザ光の反射率をで
きるだけ小さくすることのできる光波長変換装置を提供
することを目的とするものである。
Therefore, in the present invention, the reflectance of the laser light relating to the fundamental wave of the output light is made as small as possible on the end face of the solid-state laser crystal opposite to the end face on the pumping light incidence side without forming an antireflection film. It is an object of the present invention to provide an optical wavelength conversion device capable of performing the above.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願発明に係る第1の光
波長変換装置は、固体レーザのレーザ共振器を構成する
2つのミラーの間に光波長変換素子を配設し、これら2
つのミラーのうち励起用光ビームの入射側のミラーが固
体レーザ結晶の共振器外側の端面を加工することにより
形成されてなる光波長変換装置であって、前記固体レー
ザ結晶が、前記外側端面とこの外側端面に対向する内側
端面とが交差する楔形状をなし、かつこの固体レーザ結
晶の傾きが、この固体レーザ結晶により生成された前記
2つのミラー間を往復する、所望の出力波の基本波レー
ザビームが前記外側端面の内側で正反射するように調整
されてなることを特徴とするものである。
A first optical wavelength conversion device according to the present invention has an optical wavelength conversion element disposed between two mirrors forming a laser resonator of a solid-state laser.
Of the two mirrors, a mirror on the incident side of the excitation light beam is an optical wavelength conversion device formed by processing an end surface of a solid-state laser crystal on the outside of the cavity, wherein the solid-state laser crystal and the outer end surface are A fundamental wave of a desired output wave having a wedge shape in which an inner end surface facing the outer end surface intersects with each other, and an inclination of the solid-state laser crystal reciprocates between the two mirrors generated by the solid-state laser crystal. It is characterized in that the laser beam is adjusted so as to be specularly reflected inside the outer end face.

【0014】上記「交差」とは2つの端面の延長面が交
差する場合も含む。
The above "intersection" includes the case where the extension surfaces of the two end surfaces intersect.

【0015】また、上記「基本波」とは高調波に対応す
る用語であって光波長変換素子において高調波に波長変
換される前のものをいう。
Further, the "fundamental wave" is a term corresponding to a higher harmonic wave, which is one that has not been wavelength-converted into a higher harmonic wave in the optical wavelength conversion element.

【0016】また本願発明に係る第2の光波長変換装置
は、上記第1の光波長変換装置において、前記励起用光
ビームが、前記外側端面に垂直となる方向に対し傾いた
方向から該外側端面に入射するように前記固体レーザ結
晶の傾きを調整されてなることを特徴とするものであ
る。
A second optical wavelength conversion device according to the present invention is the same as the first optical wavelength conversion device, except that the excitation light beam is inclined from a direction perpendicular to the outer end face to the outer side. The tilt of the solid-state laser crystal is adjusted so as to be incident on the end face.

【0017】また本願発明に係る第3の光波長変換装置
は、上記第1または第2の光波長変換装置において、前
記内側端面に対する前記基本波レーザビームの入射角α
がブリュースタ角となるように、かつ該基本波レーザビ
ームが該内側端面に対してP偏光となるように前記固体
レーザ結晶の傾きを調整されてなることを特徴とするも
のである。
A third optical wavelength conversion device according to the present invention is the same as the first or second optical wavelength conversion device, wherein the incident angle α of the fundamental laser beam with respect to the inner end face is α.
Is the Brewster angle, and the tilt of the solid-state laser crystal is adjusted so that the fundamental laser beam becomes P-polarized with respect to the inner end face.

【0018】さらに本願発明に係る第4の光波長変換装
置は、上記第1の光波長変換装置において、前記固体レ
ーザ結晶がYAGレーザ結晶であり、前記光波長変換素
子がKNbO3 結晶であることを特徴とするものであ
る。
Further, in a fourth optical wavelength conversion device according to the present invention, in the first optical wavelength conversion device, the solid-state laser crystal is a YAG laser crystal and the optical wavelength conversion element is a KNbO 3 crystal. It is characterized by.

【0019】[0019]

【作用および発明の効果】上記第1の光波長変換装置に
よれば、固体レーザ結晶を楔形状とし、この固体レーザ
結晶により生成された、所望の出力波の基本波レーザビ
ームが上記固体レーザ結晶の共振器外側端面の内側で正
反射するよう、この固体レーザ結晶の傾きを調整してい
る。
According to the first optical wavelength conversion device described above, the solid-state laser crystal is formed in a wedge shape, and the fundamental wave laser beam having a desired output wave generated by the solid-state laser crystal is the solid-state laser crystal. The tilt of the solid-state laser crystal is adjusted so as to be specularly reflected inside the outer end face of the resonator.

【0020】すなわち、固体レーザ結晶の端面励起によ
り生成されたレーザ光は出力ミラーによって反射され、
固体レーザ結晶に再入射する。固体レーザ結晶からは複
数本の波長の異なるレーザ光が出力されているので、こ
れら複数本のレーザ光が固体レーザ結晶に再入射するこ
とになるが、この固体レーザ結晶の共振器内側端面にお
ける屈折角の大きさはレーザ光の波長によって異なるの
で、これら複数本のレーザ光がこの固体レーザ結晶内を
通過してその共振器外側端面に達っしたときには、この
外側端面における入射角は各々異なることになる。
That is, the laser light generated by the end face excitation of the solid-state laser crystal is reflected by the output mirror,
Re-enter the solid-state laser crystal. Since multiple laser lights with different wavelengths are output from the solid-state laser crystal, these multiple laser lights will re-enter the solid-state laser crystal. Since the size of the angle depends on the wavelength of the laser beam, when these laser beams pass through the solid-state laser crystal and reach the resonator outer end face, the incident angles at the outer end face must be different. become.

【0021】共振器内でレーザビームが発振するために
はこの外側端面で反射したレーザビームがその入射光路
を逆進すること、すなわちこの外側端面で正反射するこ
とが必要となる。
In order for the laser beam to oscillate in the resonator, it is necessary that the laser beam reflected by the outer end face travels backward in the incident optical path, that is, the outer end face is specularly reflected.

【0022】本発明装置では、所望の出力波の基本波レ
ーザビームがこの外側端面で正反射するように調整して
いるから、他の波長のレーザビームは全て正反射しない
ことになり、したがって所望の出力波の基本波レーザビ
ームのみを共振器内で発振させることが可能となる。
In the device of the present invention, the fundamental wave laser beam of the desired output wave is adjusted so as to be specularly reflected by this outer end face, so that the laser beams of other wavelengths are not specularly reflected, and therefore the desired wavelength is not desired. It becomes possible to oscillate only the fundamental wave laser beam of the output wave of 1) in the resonator.

【0023】この後、発振した所望の出力波の基本波レ
ーザビームは波長変換素子によって所望の出力波に変換
され、この所望の出力波のみが出力ミラーから外部に出
力されることになる。
After that, the oscillated fundamental wave laser beam of the desired output wave is converted into a desired output wave by the wavelength conversion element, and only this desired output wave is output to the outside from the output mirror.

【0024】また、上記第2の光波長変換装置によれ
ば、固体レーザ結晶の共振器外側端面に垂直となる方向
に対して傾いた方向から励起用光ビームが該外側端面に
入射するように調整されているので、この励起用光ビー
ムの該外側端面からの反射は正反射とならず、したがっ
てこの反射光が励起用光源に戻ってノイズの原因となる
のを防止できる。
Further, according to the second optical wavelength conversion device, the excitation light beam is incident on the outer end face of the solid-state laser crystal from a direction inclined with respect to a direction perpendicular to the outer end face of the resonator. Since it is adjusted, the reflection of the excitation light beam from the outer end face does not become a specular reflection, so that this reflected light can be prevented from returning to the excitation light source and causing noise.

【0025】また、上記第3の光波長変換装置によれ
ば、固体レーザ結晶の共振器内側端面に対する所望の出
力光の基本波レーザビームの入射角αがブリュースタ角
となるように、かつこの基本波レーザビームが上記内側
端面に対してP偏光となるように調整されており、この
基本波レーザビームの全部が上記内側端面から入射し、
反射する成分を有していないから、この内側端面に反射
防止膜を形成せずとも、この内側端面における反射率を
略0とすることが可能である。
Further, according to the third optical wavelength converter, the incident angle α of the fundamental wave laser beam of the desired output light with respect to the resonator inner end face of the solid-state laser crystal is set to be the Brewster angle. The fundamental wave laser beam is adjusted so as to be P-polarized with respect to the inner end face, and all of the fundamental wave laser beam enters from the inner end face,
Since it does not have a component that reflects, it is possible to make the reflectance at this inner end face substantially zero without forming an antireflection film on this inner end face.

【0026】さらに、上記第4の光波長変換装置によれ
ば、固体レーザ結晶をYAGレーザ結晶、光波長変換素
子をKNbO3 結晶(KN素子)としている。
Further, according to the fourth optical wavelength conversion device, the solid laser crystal is a YAG laser crystal and the optical wavelength conversion element is a KNbO 3 crystal (KN element).

【0027】YAGレーザ結晶を所定波長の励起光で励
起すると1064nm、946nm 等の波長のレーザ光が生成され
る。これを上記KN素子に通すと532nm 、473nm 等の第
2高調波が出力され、これを出力ミラーから選択的に取
り出すことによって短波長の可視光を得ることができ
る。しかし、上記1064nmと946nm の光は波長的に接近し
ており、いずれか所望の一方を確実に発振させることは
ミラー上へのコーティングを工夫することによっては難
しい。
When the YAG laser crystal is excited with excitation light having a predetermined wavelength, laser light having a wavelength of 1064 nm, 946 nm or the like is generated. When this is passed through the KN element, second harmonics of 532 nm, 473 nm, etc. are output, and visible light of a short wavelength can be obtained by selectively extracting this from the output mirror. However, the light of 1064 nm and the light of 946 nm are close to each other in wavelength, and it is difficult to surely oscillate one of the desired ones by devising the coating on the mirror.

【0028】本装置においては、固体レーザ結晶を楔形
状とし、その傾きを調整することによって所望波長のレ
ーザ光のみを固体レーザ結晶の共振器外側端面で正反射
させるようにしているから、上述した如く波長が近接し
た複数本のレーザ光が生成される場合においても所望波
長のレーザ光のみを容易に発振させることが可能とな
る。
In the present apparatus, the solid-state laser crystal is formed in a wedge shape, and the inclination thereof is adjusted so that only the laser light of the desired wavelength is specularly reflected by the resonator outer end face of the solid-state laser crystal. As described above, even when a plurality of laser beams having wavelengths close to each other are generated, only the laser beam having the desired wavelength can be easily oscillated.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】図1は本発明の実施例に係る光波長変換装
置を搭載したレーザ発振装置を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a laser oscillation device equipped with an optical wavelength conversion device according to an embodiment of the present invention.

【0031】このレーザ発振装置は、半導体レーザ(L
D)11と、この半導体レーザ(LD)11から出力された
励起用レーザ光(波長809nm )を集束せしめる集光ロッ
ドレンズ12と、この集束された励起用レーザ光を照射さ
れ、このレーザ光とは異なる所望の短波長のレーザ光を
出力する光波長変換装置(共振器)16を備えている。
This laser oscillator is a semiconductor laser (L
D) 11, a focusing rod lens 12 for focusing the excitation laser light (wavelength 809 nm) output from the semiconductor laser (LD) 11, and the focused excitation laser light, and the laser light is emitted. Is provided with an optical wavelength conversion device (resonator) 16 that outputs different desired short wavelength laser beams.

【0032】また、この光波長変換装置16は、集束ロッ
ドレンズ12によって励起用レーザ光を照射される楔形状
のNdドープYAGレーザ結晶13と、このYAGレーザ
結晶13から出力されるレーザ光を共振せしめるための出
力ミラー14およびYAGレーザ結晶13の励起用レーザ光
入射端面(以下第1端面と称する)13A上に形成された
端面ミラーと、基本波を入力され、この第2高調波を出
力する光波長変換素子としてのKNbO3 結晶(以下K
N素子と称する)15とを備えている。
The optical wavelength converter 16 resonates the wedge-shaped Nd-doped YAG laser crystal 13 irradiated with the excitation laser light by the focusing rod lens 12 and the laser light output from the YAG laser crystal 13. The output mirror 14 and the end face mirror formed on the pumping laser light incident end face (hereinafter referred to as the first end face) 13A of the YAG laser crystal 13 and the fundamental wave are input and the second harmonic is output. KNbO 3 crystal (hereinafter K
(Referred to as N element) 15.

【0033】上記YAGレーザ結晶13は波長809nm の励
起用レーザ光によって端面励起され、波長1064nmや946n
m の複数本のレーザビームを出力する。出力された複数
本のレーザビームは出力ミラー14によって反射される
が、共振器ミラーを構成する出力ミラー14と、YAGレ
ーザ結晶13の第1端面13A上の端面ミラーとの間で波長
946nm のレーザビームのみが発振するように構成されて
いる。
The YAG laser crystal 13 is end-face excited by a laser beam for excitation having a wavelength of 809 nm, and has a wavelength of 1064 nm or 946 n.
Outputs multiple m laser beams. The plurality of output laser beams are reflected by the output mirror 14, and the wavelength between the output mirror 14 forming the resonator mirror and the end face mirror on the first end face 13A of the YAG laser crystal 13 is changed.
It is configured so that only the 946 nm laser beam oscillates.

【0034】この発振した、波長946nm のレーザビーム
は共振器16内に配されたKN素子によって入射光の第2
高調波である波長473nm のレーザビームに変換される。
The oscillated laser beam having a wavelength of 946 nm is used as the second incident light by the KN element arranged in the resonator 16.
It is converted to a laser beam with a wavelength of 473 nm, which is a harmonic wave.

【0035】出力ミラー14は波長473nm 付近のみの光を
透過するようなコーティング特性を有するように構成さ
れているから、波長473nm のレーザビームのみが出力ミ
ラー14から出力されることとなる。
Since the output mirror 14 is constructed to have a coating property of transmitting only light having a wavelength near 473 nm, only the laser beam having a wavelength of 473 nm is output from the output mirror 14.

【0036】ところで、本実施例装置においては上述し
た如くYAGレーザ結晶13から出力された複数波長のレ
ーザ光のうち波長946nm のレーザ光のみが発振するよう
になっている。この原理を、YAGレーザ結晶13を拡大
して示す図2を用いて説明する。
By the way, in the apparatus of this embodiment, as described above, only the laser light of wavelength 946 nm out of the laser light of plural wavelengths outputted from the YAG laser crystal 13 oscillates. This principle will be described with reference to FIG. 2 showing an enlarged YAG laser crystal 13.

【0037】すなわち、図2においてYAGレーザ結晶
13から出力され、出力ミラー14で反射された、互いに波
長の異なる複数のレーザ光は経路21もしくはこの経路に
平行な経路を通って、内側端面(以下第2端面と称す
る)13BからYAGレーザ結晶13に再入射する。
That is, in FIG. 2, a YAG laser crystal
A plurality of laser lights having different wavelengths, which are output from the output mirror 13 and reflected by the output mirror 14, pass through the path 21 or a path parallel to this path, and the inner end face (hereinafter referred to as the second end face) 13B to the YAG laser crystal. Reincident on 13.

【0038】この経路21は上記第2端面13Bの法線22に
対して角度αだけ傾いている。したがってYAGレーザ
結晶13に再入射する際のレーザ光の入射角はαとなる。
The path 21 is inclined by an angle α with respect to the normal line 22 of the second end surface 13B. Therefore, the incident angle of the laser light when re-incident on the YAG laser crystal 13 is α.

【0039】このように入射角αでYAGレーザ結晶13
に入射した、互いに波長の異なる複数のレーザ光は波長
に応じて屈折率が異なることから、互いに屈折角が異な
ることになる。
As described above, the YAG laser crystal 13 is formed at the incident angle α.
Since the plurality of laser lights having different wavelengths incident on the laser light have different refractive indices depending on the wavelengths, they have different refraction angles.

【0040】一方、光が空気中からYAGレーザ結晶13
内に入射するときスネルの法則により sin α=nsin θ …(1) が成立する。
On the other hand, light is emitted from the air into the YAG laser crystal 13
When incident on the inside, sin α = ns in θ (1) holds according to Snell's law.

【0041】(但し、入射光に対するYAGレーザ結晶
13の屈折率をn(入射光波長の変数)、入射角をα、
屈折角をθとする。)したがって、波長の異なる複数の
レーザ光が同一の入射角αで第2端面13BからYAGレ
ーザ結晶13内に入射しても、波長によってYAGレーザ
結晶13の屈折率nが変化することから屈折角θ(すなわ
ち再入射後のレーザ光の経路)はその波長によって全て
異なることとなる。
(However, the refractive index of the YAG laser crystal 13 with respect to the incident light is n (a variable of the incident light wavelength), the incident angle is α,
Let the refraction angle be θ. ) Therefore, even if a plurality of laser beams having different wavelengths enter the YAG laser crystal 13 from the second end face 13B at the same incident angle α, the refractive index n of the YAG laser crystal 13 changes depending on the wavelength. θ (that is, the path of the laser beam after re-incident) is all different depending on the wavelength.

【0042】ここで、YAGレーザ結晶13で生成された
レーザ光が発振するためには、少なくとも共振器両端の
ミラーで各々正反射するという条件を満足する必要があ
り、したがってYAGレーザ結晶13に再入射したレーザ
光のうち第1端面13Aの端面ミラーに垂直に入射するレ
ーザ光のみが発振することとなる。
Here, in order for the laser light generated by the YAG laser crystal 13 to oscillate, it is necessary to satisfy the condition that at least mirrors at both ends of the resonator are specularly reflected. Of the incident laser light, only the laser light perpendicularly incident on the end face mirror of the first end face 13A oscillates.

【0043】そこで、発振させたい波長のレーザ光(本
実施例では946nm のレーザ光)の屈折角がYAGレーザ
結晶13の楔角(第1端面13Aと第2端面13Bの交差角)
θ1と等しくなるように経路21に対する上記第2端面13
Bの傾きを調整することによって、所望の波長のレーザ
光のみを第2端面13Aの端面ミラーで正反射させること
ができ、この所望の波長を発振させることができる。
Therefore, the refraction angle of the laser light of the wavelength to be oscillated (laser light of 946 nm in this embodiment) is the wedge angle of the YAG laser crystal 13 (intersection angle between the first end face 13A and the second end face 13B).
The second end face 13 with respect to the path 21 should be equal to θ 1.
By adjusting the inclination of B, only the laser light of the desired wavelength can be specularly reflected by the end face mirror of the second end face 13A, and this desired wavelength can be oscillated.

【0044】以上の如き構成により、本実施例において
は波長的に946nm に極めて近い波長1064nmのレーザ光の
戻り反射率を実質的に低下させることによって波長946n
m のレーザ光の発振を可能としている。
With the above-described structure, in the present embodiment, the return reflectance of the laser light having a wavelength of 1064 nm, which is extremely close to 946 nm in wavelength, is substantially reduced, so that the wavelength of 946 n
It is possible to oscillate m laser light.

【0045】また、上記図2におけるYAGレーザ結晶
13の第2端面13Bへの再入射光の入射角αをブリュース
タ角に設定し、かつ波長946nm のレーザ光がこの第2端
面13Bに対してP偏光となるように偏光調整することに
よって、この波長946nm のレーザ光のこの第2端面13B
における反射を防止することも可能である。これにより
この第2端面13B上に反射防止膜等の薄膜コーティング
を施す必要がなくなる。
Further, the YAG laser crystal shown in FIG.
By setting the incident angle α of the re-incident light on the second end face 13B of 13 at Brewster's angle, and adjusting the polarization so that the laser light with a wavelength of 946 nm becomes P-polarized with respect to this second end face 13B, This second end face 13B of this laser light of wavelength 946 nm
It is also possible to prevent reflections at. This eliminates the need to apply a thin film coating such as an antireflection film on the second end surface 13B.

【0046】一方、図2において半導体レーザ(LD)
11からの励起用レーザ光は経路24を通って第1端面13A
からYAGレーザ結晶13に入射する。このときこの励起
用レーザ光は第1端面13Aに垂直入射せず、この第1端
面13Aの法線25から傾いた方向から入射するようにこの
YAGレーザ結晶13の配設位置を調整することも可能で
ある。
On the other hand, in FIG. 2, a semiconductor laser (LD)
The excitation laser light from 11 passes through the path 24 and the first end face 13A
Then, it enters the YAG laser crystal 13. At this time, the laser light for excitation does not vertically enter the first end face 13A, but the position where the YAG laser crystal 13 is arranged may be adjusted so as to enter from the direction inclined from the normal 25 of the first end face 13A. It is possible.

【0047】これにより、この励起用レーザ光の第1端
面13Aからの反射光は入射経路24をそのまま戻ることは
なく別の方向に反射されることから、この反射光が半導
体レーザ(LD)11に戻るおそれがなく、戻り光による
半導体レーザ(LD)11のノイズ増加を防止できる。
As a result, the reflected light of the excitation laser light from the first end face 13A does not return to the incident path 24 as it is and is reflected in a different direction, so that this reflected light is emitted from the semiconductor laser (LD) 11 It is possible to prevent an increase in noise of the semiconductor laser (LD) 11 due to the returning light without the risk of returning to the above.

【0048】また、半導体レーザからのレーザ光のビー
ムスポットは一般に楕円形状をなしているため、例えば
図2の紙面に垂直となる方向と上記ビームの断面長径方
向が一致するように調整すればこの励起用レーザビーム
のスポット形状を整形するための補助とすることも可能
である。
Since the beam spot of the laser light from the semiconductor laser is generally elliptical, it can be adjusted by adjusting the direction perpendicular to the plane of the paper of FIG. It is also possible to assist in shaping the spot shape of the excitation laser beam.

【0049】なお、本願発明の光波長変換装置として
は、上述した実施例のものに限られるものではなく、そ
の他種々の態様のものに変更することが可能である。
The optical wavelength conversion device of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be modified to various other modes.

【0050】例えば、上述した実施例においては固体レ
ーザ結晶としてYAGレーザ結晶を、光波長変換素子と
してKNbO3 結晶を用いているが、これに代え、固体
レーザ結晶としてNdがドーピングされたYVO4 等の
他のレーザ結晶を用いたり、光波長変換素子としてKT
P,KDP,BBO,LBO,UREA等の他の光波長
変換素子を用いることが可能である。
For example, in the above-mentioned embodiments, the YAG laser crystal is used as the solid-state laser crystal and the KNbO 3 crystal is used as the light wavelength conversion element, but instead of this, NVO-doped YVO 4 or the like is used as the solid-state laser crystal. Other laser crystals, or as a light wavelength conversion element KT
Other optical wavelength conversion elements such as P, KDP, BBO, LBO, and UREA can be used.

【0051】また、発振させるレーザ光としても946nm
の波長のものに限られず、他の波長のレーザ光とするこ
とももちろん可能である。
Also, as the laser light to be oscillated, 946 nm
The wavelength is not limited to the above wavelength, and laser light of other wavelengths can of course be used.

【0052】さらに、固体レーザ結晶への励起用光ビー
ムの入射角をこの入射面に対するブリュースタ角とし、
かつこの励起用光ビームを上記入射面に対するP偏光と
すればこの入射面における反射率を略0とすることがで
き好ましい。
Further, the incident angle of the excitation light beam to the solid-state laser crystal is defined as the Brewster angle with respect to this incident surface,
In addition, it is preferable that the excitation light beam is P-polarized on the incident surface because the reflectance on the incident surface can be substantially zero.

【0053】また、上述した実施例においては、第1端
面13A,第2端面13B共に、励起用光ビームに垂直な面
に対して同一方向に傾けるようにしているが、これら2
つの端面13A,13Bを上記垂直な面に対して互いに異な
る方向に傾けるようにしてももちろんかまわない。
In the above-described embodiment, both the first end face 13A and the second end face 13B are tilted in the same direction with respect to the plane perpendicular to the excitation light beam.
Of course, it does not matter if the two end surfaces 13A and 13B are tilted in different directions with respect to the vertical surface.

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

【図1】本発明の実施例に係る光波長変換装置を適用し
た一例を示す概略図
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which an optical wavelength conversion device according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1に示す装置のYAGレーザ結晶を拡大して
示す概略図
FIG. 2 is a schematic view showing an enlarged YAG laser crystal of the device shown in FIG.

【図3】従来技術を示す概略図FIG. 3 is a schematic diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11 半導体レーザ 3,13 YAGレーザ結晶 3A,13A 第1端面 13B 第2端面 4,14 出力ミラー 5,15 KN素子 16 光波長変換装置(共振器) 1,11 Semiconductor laser 3,13 YAG laser crystal 3A, 13A First end face 13B Second end face 4,14 Output mirror 5,15 KN element 16 Optical wavelength converter (resonator)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体レーザのレーザ共振器を構成する2
つのミラーの間に光波長変換素子を配設し、これら2つ
のミラーのうち励起用光ビームの入射側のミラーが固体
レーザ結晶の共振器外側の端面を加工することにより形
成されてなる光波長変換装置において、 前記固体レーザ結晶が、前記外側端面とこの外側端面に
対向する内側端面とが交差する楔形状をなし、 かつこの固体レーザ結晶の傾きが、この固体レーザ結晶
により生成された前記2つのミラー間を往復する、所望
の出力波の基本波レーザビームが前記外側端面の内側で
正反射するように調整されてなることを特徴とする光波
長変換装置。
1. A laser cavity 2 of a solid-state laser.
An optical wavelength conversion element is arranged between two mirrors, and an optical wavelength of the two optical mirrors is formed by processing the end face of the solid-state laser crystal on the outer side of the cavity of the pumping light beam incident side mirror. In the conversion device, the solid-state laser crystal has a wedge shape in which the outer end surface and an inner end surface facing the outer end surface intersect each other, and the inclination of the solid-state laser crystal is generated by the solid-state laser crystal. An optical wavelength conversion device, characterized in that a fundamental wave laser beam of a desired output wave that reciprocates between two mirrors is adjusted so as to be specularly reflected inside the outer end face.
【請求項2】 前記励起用光ビームが、前記外側端面に
垂直となる方向に対し傾いた方向から該外側端面に入射
するように、前記固体レーザ結晶の傾きを調整されてな
ることを特徴とする請求項1記載の光波長変換装置。
2. The tilt of the solid-state laser crystal is adjusted so that the pumping light beam is incident on the outer end face from a direction inclined with respect to a direction perpendicular to the outer end face. The optical wavelength conversion device according to claim 1.
【請求項3】 前記内側端面に対する前記基本波レーザ
ビームの入射角αがブリュースタ角となるように、かつ
該基本波レーザビームが該内側端面に対してP偏光とな
るように前記固体レーザ結晶の傾きを調整されてなるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載の光波長変
換装置。
3. The solid-state laser crystal so that an incident angle α of the fundamental wave laser beam with respect to the inner end face becomes a Brewster angle and the fundamental wave laser beam becomes P-polarized with respect to the inner end face. The optical wavelength conversion device according to claim 1 or 2, wherein the inclination of is adjusted.
【請求項4】 前記固体レーザ結晶がYAGレーザ結晶
(Ndドープ)であり、前記光波長変換素子がKNbO
3 結晶であることを特徴とする請求項1記載の光波長変
換装置。
4. The solid-state laser crystal is a YAG laser crystal (Nd-doped), and the optical wavelength conversion element is KNbO.
The optical wavelength conversion device according to claim 1, wherein the optical wavelength conversion device is composed of three crystals.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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