JPH07111356A - 周波数上方変換固体レーザ装置 - Google Patents

周波数上方変換固体レーザ装置

Info

Publication number
JPH07111356A
JPH07111356A JP25386193A JP25386193A JPH07111356A JP H07111356 A JPH07111356 A JP H07111356A JP 25386193 A JP25386193 A JP 25386193A JP 25386193 A JP25386193 A JP 25386193A JP H07111356 A JPH07111356 A JP H07111356A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
wavelength
semiconductor laser
yvo
solid
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.)
Granted
Application number
JP25386193A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3005405B2 (ja
Inventor
Sadao Nakai
貞雄 中井
Masahiro Nakatsuka
正大 中塚
Masanori Yamanaka
正宣 山中
Kenta Naito
健太 内藤
Sachiko Masako
祥子 眞子
Seiichi Saito
誠一 斎藤
Yasuhiko Kuwano
泰彦 桑野
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP25386193A priority Critical patent/JP3005405B2/ja
Publication of JPH07111356A publication Critical patent/JPH07111356A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3005405B2 publication Critical patent/JP3005405B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体レーザで、周波数上方変換によるレーザ
装置を得る。また、このレーザ装置で波長域400nm
から515nmまで可変であるレーザ装置を得る。 【構成】 レーザ発振に拘る励起光源には800nm帯
発振の半導体レーザ1を使用し、励起光を集光レンズ2
でEr:YVO4 レーザチップ3に照射する。ここで、
半導体レーザの光軸とEr:YVO4 レーザチップの結
晶軸とは、σ偏光、π偏光の位置関係となるように
配置する。Er:YVO4 レーザチップには、発振可能
な波長帯400〜515nmに対応する高反射ミラーコ
ート4と無反射コート5、励起光の半導体レーザの発振
波長800nm帯に対応する無反射コート6が施してあ
り、出力結合ミラー7と併せて共振器構造をとる。ま
た、出力レーザ光を平行化するために、出力結合ミラー
には凹レンズを使用してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は青色、緑色発振を可能
にする周波数上方変換固体レーザ装置に関する。或い
は、青色、緑色発振を可能にする波長変換固体レーザ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ディスク等の高密度化が強く望
まれており、これに伴って固体レーザの短波長化の開発
が進められている。様々な方式による短波長(青色、緑
色)レーザ装置の提案、研究開発が非常に盛んに行わ
れ、現在までに、半導体レーザ励起の自己高調波変換機
能を有する固体レーザ媒質によるレーザ発振装置(特願
平3−292783号明細書)や、半導体レーザ励起固
体レーザ非線形光学結晶の組み合わせで和周波を発生さ
せたレーザ装置(特願平4−296072号明細書)の
報告がある。
【0003】一方、固体短波長レーザの新たな方式とし
て、周波数上方変換レーザ(アップコンバージョンレー
ザ)装置が提案され、ガラス、また弗化物結晶に混入さ
せたHo3 + イオン、Pr3 + イオンによる500nm
帯発振のレーザ発振装置の報告(応用物理第61巻 p
43 1992年)もある。
【0004】又、レーザ母材をYVO4 とするレーザに
は、Nd活性子による1.06μmレーザが一般的で、
その他、Tm活性子レーザの報告例(オプティクス レ
ターズ(Optics Letters)vol.17
p189 1992年)がある。
【0005】他方、Er活性子によるレーザのレーザ母
材には、ガラス(特願昭61−226297号報告
書)、YLiF4 (エレクトロニクス レターズ(El
ectronics Letters)vol.25
p1389 1989年)、Y3Al5 1 2 やY3
2 Ga3 1 2 (ジャーナル オブ アプライド フ
ィジクス(J. of Applied Physic
s)vol.70 p7227 1991年)の報告が
あった。
【0006】発明者等は、YVO4 に不純物Erを添加
させた単結晶組成物の作成に成功し(特願平4−268
891号明細書)、さらにYVO4 をレーザ母材とし、
活性子としてErを用い、520〜560nm、840
〜870nm、970〜1020nmで発振する固体レ
ーザ発振装置を提案している(特願平5−7125号明
細書)。これは、エネルギー遷移としては活性子である
Er3 + イオンのエネルギー遷移を用いたもので、高効
率の短波長固体レーザが得られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来開
発されてきた短波長固体レーザには、以下の問題点があ
った。すねわち、自己高調波変換機能を有する固体素子
はその非線形光学定数が小さいこと、和周波発生による
短波長レーザは光路が複雑なことである。また、前記周
波数上方変換レーザでは、母材がガラス或いは弗化物結
晶であり、どちらも作製が困難であるという問題点を有
していた。
【0008】本発明は、半導体レーザ励起に適したYV
4 結晶を用いて、高効率で、且つより短波長発振が可
能な周波数上方変換固体レーザ装置を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者らは、Er:YV
4 単結晶において、800nm帯発振半導体レーザ励
起によりEr3 + イオンの多段階吸収が起こり、そのエ
ネルギーが(VO4 3 - にエネルギー移動し、(VO
4 3 - のエネルギー遷移を利用した周波数上方変換の
Er:YVO4 レーザ発振装置が得られることを見いだ
した。又、ここでEr:YVO4 単結晶チップに発振波
長809nmの半導体レーザを照射したところ、Er:
YVO4 チップから緑色の発光が観察された。この発光
を分光器、及び、光電子倍増管で観察したところ、図
1、2で示す通り、440〜515nm付近の発光であ
ることが明らかになった。Er:YVO4 は一軸性結晶
なので、結晶軸の方向により分光特性が異なる。図中の
σ偏光とは、入射光の電界成分Eと結晶のa軸とが平行
(E‖a)のことであり、π偏光とは、入射光の電界成
分Eと結晶のc軸とが平行(E‖c)のことである。こ
の発光特性から、多段型励起光吸収により、入射光が入
射光よりも周波数の大きい波長に変換する周波数上方変
換が起こっていることが分かる。
【0010】また、この発光波長域は、半導体レーザの
発振波長により変化することが分かった。図3に、半導
体レーザの発振波長がおよそ803、805、806、
807、809、810nmの時のEr:YVO4 の発
光を示す。半導体レーザの発振波長は温度や屈折率で変
化し、1.3μm帯波長可変半導体レーザの原理を応用
すれば、前述の800nm帯半導体レーザは745〜8
60nmで波長可変である。この発振波長により、E
r:YVO4 の発光も400〜515nmまで波長可変
になる。
【0011】図4にEr:YVO4 結晶中の(VO4
3 - 、Er3 + のエネルギー準位図を示す。エネルギー
遷移は次のように起こることがわかった。4 1 5 / 2 4 9 / 2 (入射光による励起)4 9 / 2 4 1 1 / 2 (非放射遷移)4 1 1 / 2 4 3 / 2 (励起状態の入射光再吸収) このエネルギーが(VO4 3 - にエネルギー移動し、
400〜515nmのレーザ光を発振する。
【0012】この結果、Er:YVO4 は、励起媒体と
共振器との組み合わせでレーザ媒体となり、400nm
から515nmの短波長領域でレーザ発振が可能であ
る。ここで、共振器とは、反射率の高い高反射ミラーと
出力ミラーとの2枚の反射鏡を組み合わせたファブリペ
ロー干渉計であり、目的波長に対応するミラーコートで
も同様の作用が得られる。また、この共振器は、(VO
4 3 - イオンのエネルギー遷移が利用でき、且つ、E
3 + イオンのエネルギー遷移は利用できない性質に設
計されている。
【0013】
【実施例】
(実施例1)図5に本発明によるレーザ発振装置の例を
示す。レーザ発振に拘る励起光源には800nm帯発振
の半導体レーザ1を使用し、励起光を集光レンズ2でE
r:YVO4 レーザチップ3に照射する。ここで、半導
体レーザの光軸とEr:YVO4 レーザチップの結晶軸
とは、σ偏光、π偏光の位置関係となるように配置
する。Er:YVO4 レーザチップには、発振可能な波
長帯440〜500nmに対応する高反射ミラーコート
4と無反射コート5、励起光の半導体レーザの発振波長
800nm帯に対応する無反射コート6が施してあり、
出力結合ミラー7と併せて共振器構造をとる。また、出
力レーザ光を平行化するために、出力結合ミラーには凹
レンズを使用してある。 (実施例2)図6に本発明によるレーザ発振装置の例を
示す。レーザ発振に拘る励起光源には温度や屈折率によ
り波長可変の800nm帯半導体レーザ1を使用し、励
起光を集光レンズ2でEr:YVO4 レーザチップ3に
照射する。ここで、半導体レーザの光軸とEr:YVO
4 レーザチップの結晶軸とは、σ偏光、π偏光の位
置関係となるように配置する。Er:YVO4 レーザチ
ップには、波長可変範囲440〜515nmに対応する
高反射ミラーコート4と無反射コート5、励起光の半導
体レーザの発振波長に対応する無反射コート6が施して
あり、出力結合ミラー7と併せて共振器構造をとる。ま
た、出力レーザ光を平行化するために、出力結合ミラー
には凹レンズを使用してある。半導体レーザの発振波長
は温度コントローラ8で制御される。温度コントローラ
と半導体レーザ発振波長の相関関係の一例を図7に示
す。
【0014】実施例1による固体レーザ装置において、
励起波長809nmでは482nmの緑色レーザ発振を
確認した。また、実施例2によるレーザ装置において、
励起波長745〜860nmで緑色レーザ400〜51
5nmを確認した。
【0015】
【発明の効果】この発明による周波数上方変換固体レー
ザ装置は、半導体レーザと固体レーザの両方の利点を兼
ね備え、アライメントが簡便でコンパクトなレーザ装置
であり、気体アルゴンレーザの代替となり得る。また、
このレーザ装置の発振波長は、光ディスク読み書き、レ
ーザプリンタ、科学計測の分野で応用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】400〜515nmにおけるσ偏光でのEr:
YVO4 結晶の発光特性を示す図である。
【図2】400〜515nmにおけるπ偏光でのEr:
YVO4 結晶の発光特性を示す図である。
【図3】400〜515nmにおけるσ偏光でのEr:
YVO4 結晶の発光特性を示す図である。
【図4】Er:YVO4 結晶中のエネルギー準位図
【図5】本発明の実施例1を示すレーザ発振装置の図で
ある。
【図6】本発明の実施例2を示すレーザ発振装置の図で
ある。
【図7】実施例2における温度コントローラと半導体レ
ーザの発振波長との関係を示す図である。
【図8】実施例2において、半導体レーザの発振波長と
Er:YVO4 から出射したレーザ波長の関係を示す図
である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 集光レンズ 3 Er:YVO4 4 目的波長に対するTiO2 /SiO2 系高反射ミラ
ーコート 5 目的波長に対応する弗化マグネシウム/ゼオライト
系無反射コート 6 半導体レーザの発振波長に対応する弗化マグネシウ
ム/ゼオライト系無反射コート 7 出力結合ミラー 8 温度コントローラ
フロントページの続き (72)発明者 内藤 健太 奈良県生駒市有里町29番15号 (72)発明者 眞子 祥子 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 斎藤 誠一 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 桑野 泰彦 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式YVO4 で表される組成物に不純
    物Erを混入させた単結晶組成物Er:YVO4 に80
    0nm帯半導体レーザを照射し、(VO4 3 - イオン
    のエネルギー遷移を利用することを特徴とする周波数上
    方変換固体レーザ装置。
  2. 【請求項2】 励起光源の半導体レーザの発振波長の変
    換に応答して、400nmから515nmの波長域で可
    変の発振波長を得ることを特徴とする請求項1記載の周
    波数上方変換固体レーザ装置。
JP25386193A 1993-10-12 1993-10-12 周波数上方変換固体レーザ装置 Expired - Fee Related JP3005405B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25386193A JP3005405B2 (ja) 1993-10-12 1993-10-12 周波数上方変換固体レーザ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25386193A JP3005405B2 (ja) 1993-10-12 1993-10-12 周波数上方変換固体レーザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07111356A true JPH07111356A (ja) 1995-04-25
JP3005405B2 JP3005405B2 (ja) 2000-01-31

Family

ID=17257153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25386193A Expired - Fee Related JP3005405B2 (ja) 1993-10-12 1993-10-12 周波数上方変換固体レーザ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3005405B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009535796A (ja) * 2006-04-27 2009-10-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ キャビティ内アップ変換レーザー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009535796A (ja) * 2006-04-27 2009-10-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ キャビティ内アップ変換レーザー

Also Published As

Publication number Publication date
JP3005405B2 (ja) 2000-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4809291A (en) Diode pumped laser and doubling to obtain blue light
JPH1084155A (ja) 固体レーザ装置
JP2000124533A (ja) 固体レーザー装置
JPH10107356A (ja) 偏光制御素子および固体レーザー
JP3005405B2 (ja) 周波数上方変換固体レーザ装置
JPH09260760A (ja) レーザー装置
KR100818492B1 (ko) 펌핑 레이저 다이오드를 이용한 dpss 레이저 장치
JPH088480A (ja) レーザ装置
JPH05183220A (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ装置
JP2541090B2 (ja) レ―ザ発振装置
JP2500595B2 (ja) レ―ザ発振装置
JPH11177167A (ja) 小型半導体レーザ励起固体レーザ装置
JP2684947B2 (ja) レーザ発振装置
JPH0652814B2 (ja) 光ファイバ−通信装置
JPH04291976A (ja) Shg素子
JPH09232665A (ja) 出力安定化第二高調波光源
JP3151081B2 (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ装置
JP2596462B2 (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ装置
JP2000183433A (ja) 固体shgレーザ装置
JPH08102564A (ja) 波長変換レーザ装置
KR100397599B1 (ko) 비선형단결정레이저소자
JP2006237530A (ja) 光励起固体レーザ装置
JP2981671B2 (ja) レーザーダイオードポンピング固体レーザー
JP2000349371A (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ
JP2006186071A (ja) 光励起固体レーザ装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees