JPH0669581A - 光波長変換装置 - Google Patents

光波長変換装置

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JPH0669581A
JPH0669581A JP10954692A JP10954692A JPH0669581A JP H0669581 A JPH0669581 A JP H0669581A JP 10954692 A JP10954692 A JP 10954692A JP 10954692 A JP10954692 A JP 10954692A JP H0669581 A JPH0669581 A JP H0669581A
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JP
Japan
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laser
wavelength
wavelength conversion
laser light
light
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Pending
Application number
JP10954692A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumio Kobayashi
富美男 小林
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Fujinon Corp
Original Assignee
Fuji Photo Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体素子からなる波長変換手段を有する波長
変換装置において、固体素子の結晶が破壊したり、固体
素子の変換効率を変動させることなく、波長変換された
光のパワーを高くする。 【構成】 YAGレーザ11から発せられたレーザ光12を
ハーフミラー13により分岐し、分岐されたレーザ光12a
,12b を固体素子14a ,14b により波長変換する。波
長変換されたレーザ光12a ,12b をレンズ15により合成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光波長変換装置に関し、
特に詳細には波長変換手段として高調波発生結晶等の固
体素子を用いてレーザ光を第2高調波等に波長変換する
光波長変換装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体レーザ等のレーザ光源
から発せられた基本波としてのレーザ光を、固体素子に
よりその第2高調波等に波長変換(短波長化)する提案
がなされている。
【0003】上記固体素子としては、例えばKTPのよ
うな高調波発生結晶が用いられることが多い。この高調
波発生結晶内では、入射されたレーザ光の波長により屈
折率が異なるため、等価屈折率で位相整合の条件を計算
するものである。したがって、高調波発生結晶により波
長変換された光は、この結晶に入射されたレーザ光であ
る基本波と位相が揃った波長の光として出射される。
【0004】また、高調波発生結晶としては、上述した
KTPの他にBBO、KDP、KNbO3 、LBO、U
REA等が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したK
TP等の高調波発生結晶は、基本波の条件によっては波
長の変換効率が悪いという問題があった。このため、波
長変換された光のパワーが必要なときは、基本波の光パ
ワーを大きくすることが考えられるが、通常KTP等の
許容できる光パワーは100 〜200 MW/cm2 程度であ
り、このパワーを越えて光が入力されると結晶が破壊し
たり、低い光パワーの入力でも結晶の変換効率が変動し
たり、さらには変換効率が悪くなってしまうという問題
がある。
【0006】さらに、上述した許容光パワーの範囲内に
おいて使用する場合であっても、連続的に使用すると、
結晶の局所的もしくは全体的な温度の上昇により、入力
された光パワーに応じた変換出力が得られないことがあ
った。また、結晶の成長過程のバラツキにより、上述し
た許容光パワーよりも低い光パワーにおいても、結晶が
破壊してしまうという問題があった。
【0007】本発明は上記事情に鑑み、結晶が破壊した
り、高温化することなく、波長変換された光のパワーを
高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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
装置は、レーザ光源と、該レーザ光源から発せられたレ
ーザ光を複数のレーザ光に分岐する分岐手段と、該分岐
手段により分岐された各レーザ光を、該各レーザ光毎に
所定の波長に変換する固体素子からなる波長変換手段
と、該波長変換手段により波長が変換された前記各レー
ザ光を合成する合成手段とからなることを特徴とするも
のである。
【0009】
【作用および発明の効果】本発明による光波長変換装置
は、上述した分岐手段、波長変換手段および合成手段と
からなる構成により、レーザ光を複数のレーザ光に分岐
し、分岐された各レーザ光毎に波長変換を行い、波長変
換後のレーザ光を合成するようにしたものである。この
ため、光のパワーの高いレーザ光の波長変換をする際に
おいても、各波長変換手段に入射される光のパワーを各
波長変換手段が許容できる光パワーとすることができ、
各波長変換手段の固体素子が破壊したり、温度が上昇し
てしまうことを防止できる。また、合成されたレーザ光
のパワーは、分岐され、波長変換されたレーザ光のパワ
ーの和となるため、高出力を維持できる効率の良い波長
変換を行うことができる。
【0010】また、分岐された複数のレーザ光を波長変
換手段によりそれぞれ異なった波長のレーザ光に変換す
ることができ、さらに、それを再結合することが可能と
なる。
【0011】さらに、本発明による光波長変換装置はレ
ーザ光を複数のレーザ光に分岐するため、分岐されたレ
ーザ光毎に光量の調整を行うことができる。
【0012】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。
【0013】図1は本発明の第1実施例による光波長変
換装置を表わす図である。光波長変換装置10は、レーザ
光12を発するYAGレーザ11と、レーザ光12の光路上に
配置されレーザ光12をレーザ光12a および12b に分岐す
るハーフミラー13と、分岐されたレーザ光12a ,12b の
光路上にある固体素子14a ,14b と、固体素子14a ,14
b により波長変換されたレーザ光12a ,12b を合成する
レンズ15と、共振器ミラー16と、レーザ光12b の光路上
にある反射ミラー17a ,17b および17c とからなるもの
である。また、本実施例においては、合成されたレーザ
光12′を色素レーザ20の励起光源として使用すべく、合
成されたレーザ光12′の光路上には色素21と共振器ミラ
ー22とが配置されている。
【0014】なお、YAGレーザ11は、ネオジウム(N
d)がドーピングされた固体レーザロッドであるYAG
ロッドを有するものであり、これによりYAGレーザ11
は基本波長λ1 =1064nmで出力が100 MW/cm2 (ロッ
ド径8m/m 、ビーム径8m/mで100 ジュール、0.5msec
のパルスレーザ光を0.5m/mのスポット径に絞ることによ
って得られる。)のレーザ光12を発する。また、ハーフ
ミラー13は、レーザ光12の1/2 を反射し、1/2 を透過さ
せるものであり、固体素子14a ,14b はKTP結晶から
なるものとする。
【0015】YAGレーザ11から発せられたレーザ光12
は、ハーフミラー13に入射し、出力がそれぞれ50MW/
cm2 のレーザ光12a ,12b に分岐される。分岐されたレ
ーザ光12a は固体素子14a に入射する。一方、分岐され
たレーザ光12b は反射ミラー17a によって反射され、固
体素子14b に入射する。レーザ光12a ,12b はこの固体
素子14a ,14b により、波長が1/2 すなわち532nm の第
2高調波に波長変換される。この際、レーザ光12a ,12
b の出力はそれぞれ50MW/cm2 であり、KTP結晶が
許容できる光パワーの範囲に十分に入っているため、K
TP結晶が破壊したり、温度上昇したりすることはな
い。波長変換されたレーザ光12b は、反射ミラー17b ,
17c により反射されて、波長変換されたレーザ光12a と
ともにレンズ15および共振器ミラー16に入射され、合成
されて平行なレーザ光12′とされる。
【0016】本発明の第1実施例においては、レーザ光
12′は色素レーザ20の励起光源として使用されるため、
レーザ光12′は、色素21および共振器ミラー22に入射さ
れ、所望とする波長の光に変換され、出力される。
【0017】次いで、本発明の第2実施例について説明
する。
【0018】図2は、本発明の第2の実施例による光波
長変換装置を表わす図である。光波長変換装置30は、レ
ーザ光源であり、レーザ光32を発するYAGレーザ31
と、レーザ光32の光路上に配置されレーザ光32をレーザ
光32a ,32b および32c に分岐するハーフミラー33a ,
33b と、分岐されたレーザ光32a の光路上にある固定素
子34a ,34b と、分岐されたレーザ光32b の光路上にあ
る固体素子35と、分岐されたレーザ光32c の光路上にあ
る固体素子36a ,36b と、波長変換されたレーザ光32a
,32b ,32c を合成するレンズ38とレーザ光32a ,32c
の光路上にある反射ミラー37a 〜37f とからなるもの
である。また、本実施例においては、合成されたレーザ
光32′を光ファイバ40に入力するものとする。
【0019】なお、YAGレーザ31は、上述した本発明
の第1実施例と同様に基本波長λ1=1064nmのレーザ光3
2を発するものであるが、出力が150 MW/cm2 である
点で異なる。また、ハーフミラー33a は入力されたレー
ザ光32の1/3 を反射し2/3 を透過するものとし、ハーフ
ミラー33b は入力されたレーザ光の1/2 を反射し、1/2
を透過するものとする。さらに、上述した固体素子34a
,35,36a はKTP結晶、固体素子34b ,36b はβ−
BBO結晶とする。なおKTP結晶とβ−BBO結晶と
の組合せによる波長変換の例を図3に示す。(図中HG
は高波長を表わす)YAGレーザ31から発せられたレー
ザ光32は、ハーフミラー33a ,33b に入射し、出力がそ
れぞれ50MW/cm2 のレーザ光32a ,32b ,32c に分岐
される。分岐されたレーザ光32a は、反射ミラー37a に
よって反射され、固体素子34a ,34b に入射し、波長が
335nm の第3高調波に波長変換される。また、分岐され
たレーザ光32b は固体素子35に入射し、波長が532nm の
第2高調波に波長変換される。さらに、分岐されたレー
ザ光32c は反射ミラー37b によって反射され、固体素子
36a ,36b に入射し、波長が266nm の第4高調波に波長
変換される。この際、レーザ光32a ,32b ,32c の出力
はそれぞれ50MW/cm2 であり、KTP結晶およびβ−
BBO結晶が許容できる光パワーの範囲に入っているた
め、KTP結晶、β−BBO結晶が、破壊したり、温度
上昇したりすることはない。波長変換されたレーザ光32
a ,32c は、それぞれ反射ミラー37c ,37d および反射
ミラー37e ,37f によって反射され、反射変換されたレ
ーザ光32b とともにレンズ38に入射される。なお、この
際、レーザ光はレンズ38の有効径内に入射する間隔に反
射されて、レンズ38に入射されるものである。
【0020】レンズ38に入射した波長変換されたレーザ
光32a ,32b ,32c は、レンズ38によって合成され、光
ファイバ40に入射される。これにより、光ファイバの出
力端からは、レーザ光32a ,32b ,32c が合成されたレ
ーザ光41が出力される。
【0021】上述した実施例においては、レーザ光を分
岐する手段としてハーフミラーを用いているが、これに
限定されるものではなく、ビームスプリッタやダイクロ
イックミラー等、レーザ光を分岐できるものであればい
かなる手段を用いてもよい。
【0022】また、上述した本発明の第1実施例におい
ては、波長変換されたレーザ光を色素レーザの励起光源
として使用し、本発明の第2実施例においては、波長変
換されたレーザ光を光ファイバに入射して使用するよう
にしているが、これらに限定されるものではなく、波長
変換されたレーザ光を他のいかなる手段に使用するよう
にしてもよい。
【0023】さらに、上述した本発明の第1実施例にお
いては、レンズ15と共振器ミラー16とを一体として配設
しているが、別々に配設するようにしてもよい。
【0024】また、上述した本発明の第2実施例におい
ては、基本波長λ1 =1064nmのレーザ光をこの基本波の
第2,第3および第4高調波に波長変換しているが、こ
れに限定されるものではなく、例えば、基本波を赤、
緑、青のレーザ光に波長変換し、これを合成して白色光
を得るようにしてもよい。
【0025】さらに、上述した実施例においては、固体
素子として、KTP結晶と、β−BBO結晶を使用して
いるが、これらの結晶に限定されるものではなく、KD
P、KNbO3 、LBO、UREA等他の結晶を使用す
るようにしてもよい。
【0026】また、上述した実施例においては、波長変
換されたレーザ光を合成する手段としてレンズを使用し
ているが、レーザ光を合成できれば、レンズのみでなく
ミラー等のかなる手段を用いてもよい。
【0027】なお、レーザ光源から発せられるレーザ光
は、複数であればいくつかに分岐してもよく、また、上
述した実施例のように分岐したレーザ光を略平行とする
必要はなく、合成手段により合成できる範囲であれば、
いかなる方向に分岐してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による光波長変換装置を表
わす図
【図2】本発明の第2実施例による光波長変換装置を表
わす図
【図3】KTP結晶とβ−BBO結晶との組合せによる
波長変換の例を表わす図
【符号の説明】
10,30 光波長変換装置 11,31 YAGレーザ 12,32 レーザ光 13,33a ,33b ハーフミラー 14a ,14b ,34a ,34b ,35,36a ,36b 固体素子 15,38 レンズ 16,22 共振器ミラー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光源と、 該レーザ光源から発せられたレーザ光を複数のレーザ光
    に分岐する分岐手段と、 該分岐手段により分岐された各レーザ光を、該各レーザ
    光毎に所定の波長に変換する固体素子からなる波長変換
    手段と、 該波長変換手段により波長が変換された前記各レーザ光
    を合成する合成手段とからなることを特徴とする光波長
    変換装置。
JP10954692A 1992-04-28 1992-04-28 光波長変換装置 Pending JPH0669581A (ja)

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JP10954692A JPH0669581A (ja) 1992-04-28 1992-04-28 光波長変換装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10341054A (ja) * 1997-06-10 1998-12-22 Nikon Corp 紫外レーザ装置及び半導体露光装置
JP2003094191A (ja) * 2001-09-20 2003-04-02 Yaskawa Electric Corp レーザ加工装置
JP2006145584A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Hitachi Via Mechanics Ltd 波長が紫外域の複数のレーザの形成方法および形成装置並びにレーザ加工装置
US8127406B2 (en) 2006-03-17 2012-03-06 Piolax Inc. Hose clamp
WO2013111211A1 (ja) * 2012-01-27 2013-08-01 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 レーザ装置

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010619