JPH07154012A - 波長可変レーザ装置及びその作製方法 - Google Patents
波長可変レーザ装置及びその作製方法Info
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- JPH07154012A JPH07154012A JP31923293A JP31923293A JPH07154012A JP H07154012 A JPH07154012 A JP H07154012A JP 31923293 A JP31923293 A JP 31923293A JP 31923293 A JP31923293 A JP 31923293A JP H07154012 A JPH07154012 A JP H07154012A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 一対の反射鏡のみを有し、かつ、波長約１．
６〜２．１μｍの範囲の両端のレ−ザ光の吸収の無いＯ
ＰＯ発振による波長可変レ−ザ装置の提供することであ
る。 【構成】波長変換素子の前後に設けらた一対の反射鏡
が、波長変換素子とともに共振器を構成している波長可
変レ−ザ装置であって、該一対の反射鏡の入力側反射鏡
は、合成石英または無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴ
ａ2Ｏ5とを交互に４０〜５０層積層し、酸素共存下で２
００〜３００℃に１０〜２０時間保持した物を用い、出
力側反射鏡は、無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2
Ｏ5とを交互に１５〜３０層積層し、酸素共存下で２０
０〜３００℃に１０〜２０時間保持した物を用いる。該
波長可変レーザ装置の波長領域約１．６〜２．１μｍに
対する入力側反射鏡の反射膜の反射率が９８％以上であ
り、出力側反射鏡の反射膜の反射率が６０〜９０％であ
ることを特徴とする。
６〜２．１μｍの範囲の両端のレ−ザ光の吸収の無いＯ
ＰＯ発振による波長可変レ−ザ装置の提供することであ
る。 【構成】波長変換素子の前後に設けらた一対の反射鏡
が、波長変換素子とともに共振器を構成している波長可
変レ−ザ装置であって、該一対の反射鏡の入力側反射鏡
は、合成石英または無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴ
ａ2Ｏ5とを交互に４０〜５０層積層し、酸素共存下で２
００〜３００℃に１０〜２０時間保持した物を用い、出
力側反射鏡は、無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2
Ｏ5とを交互に１５〜３０層積層し、酸素共存下で２０
０〜３００℃に１０〜２０時間保持した物を用いる。該
波長可変レーザ装置の波長領域約１．６〜２．１μｍに
対する入力側反射鏡の反射膜の反射率が９８％以上であ
り、出力側反射鏡の反射膜の反射率が６０〜９０％であ
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オプティカルパラメト
リック発振を利用した波長可変レーザ装置に関し、特に
その反射鏡に関する。
リック発振を利用した波長可変レーザ装置に関し、特に
その反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、波長１．４〜１．８μｍのアイセ
ーフレーザ光や近赤外領域のレーザ光を得るための研究
が盛んに行われている。この研究の成果の一つとしてオ
プティカルパラメトリック発振（以下、ＯＰＯとい
う。）を利用したレーザ装置を利用する方法がある。こ
の方法に用いる装置（以下、ＯＰＯ波長可変レーザ装置
という。）の共振器の概念図を図１に示した。
ーフレーザ光や近赤外領域のレーザ光を得るための研究
が盛んに行われている。この研究の成果の一つとしてオ
プティカルパラメトリック発振（以下、ＯＰＯとい
う。）を利用したレーザ装置を利用する方法がある。こ
の方法に用いる装置（以下、ＯＰＯ波長可変レーザ装置
という。）の共振器の概念図を図１に示した。
【０００３】この共振器は、励起光４の入射側より順に
配置された入力側反射鏡１、波長変換素子２、出力側反
射鏡３から基本的に構成されている。ここで、Ｘ軸は、
入力側反射鏡１、波長変換素子２、出力側反射鏡３の各
中心を通る軸とし、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交し、且つ
Ｘ軸に直行する軸とする。
配置された入力側反射鏡１、波長変換素子２、出力側反
射鏡３から基本的に構成されている。ここで、Ｘ軸は、
入力側反射鏡１、波長変換素子２、出力側反射鏡３の各
中心を通る軸とし、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交し、且つ
Ｘ軸に直行する軸とする。
【０００４】この共振器に、波長λｐ、偏光方向がＹ軸
方向のレーザ光を励起光４として入射すると、入射光は
共振器内で共振し、波長変換素子２により式１に従い、
波長がλｉで偏向方向がＺ軸方向のアイドラ光と、波長
がλｓで偏向方向がＹ軸方向のシグナル光を発振する。
方向のレーザ光を励起光４として入射すると、入射光は
共振器内で共振し、波長変換素子２により式１に従い、
波長がλｉで偏向方向がＺ軸方向のアイドラ光と、波長
がλｓで偏向方向がＹ軸方向のシグナル光を発振する。
【０００５】
【式１】
【０００６】発振するアイドラ光とシグナル光の波長
は、波長変換素子２がその中心軸Ｘ軸の周りに回転する
と、それぞれ連続に変化する。例えば、励起光として波
長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を用い、波長変
化素子２としてＫＴｉＯＰＯ4（以下、ＫＴＰとい
う。）を用いた場合、励起光が波長変換素子２に有効に
入射する範囲内で波長変換素子２を回転させると、図２
に示すように、フェーズマッチングアングルθ５５〜９
０度に対応して、アイドラ光の波長は概ね２．３〜３．
１μｍの範囲で、またシグナル光は１．６〜２．１μｍ
の範囲で変化する。
は、波長変換素子２がその中心軸Ｘ軸の周りに回転する
と、それぞれ連続に変化する。例えば、励起光として波
長１．０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を用い、波長変
化素子２としてＫＴｉＯＰＯ4（以下、ＫＴＰとい
う。）を用いた場合、励起光が波長変換素子２に有効に
入射する範囲内で波長変換素子２を回転させると、図２
に示すように、フェーズマッチングアングルθ５５〜９
０度に対応して、アイドラ光の波長は概ね２．３〜３．
１μｍの範囲で、またシグナル光は１．６〜２．１μｍ
の範囲で変化する。
【０００７】ところで、アイドラ光とシグナル光のいず
れか一方、または双方を出力光として得るために、入力
側反射鏡１の出力側鏡面５と、出力側反射鏡３の入力側
鏡面６とに目的に応じた反射鏡を設けている。例えば、
出力としてシグナル光を得る場合、鏡面５にシグナル光
に対して反射率９８％以上の反射膜７を設け、鏡面６に
シグナル光に対して反射率６０〜９０％以上の反射膜８
を設ける。さらに、波長変換素子３の両面に反射防止膜
９を設けている。
れか一方、または双方を出力光として得るために、入力
側反射鏡１の出力側鏡面５と、出力側反射鏡３の入力側
鏡面６とに目的に応じた反射鏡を設けている。例えば、
出力としてシグナル光を得る場合、鏡面５にシグナル光
に対して反射率９８％以上の反射膜７を設け、鏡面６に
シグナル光に対して反射率６０〜９０％以上の反射膜８
を設ける。さらに、波長変換素子３の両面に反射防止膜
９を設けている。
【０００８】そして、これらの反射膜が広い波長領域に
わたって、所望の反射率を得ることができない場合に
は、複数の反射鏡を用いていた。すなわち、シグナル光
の実質波長領域を１．６〜２．１μｍとした場合、１．
６〜１．８μｍの波長領域用の一対の反射鏡と１．８〜
２．１μｍの波長領域の一対の反射鏡とを組み合わせて
いた。
わたって、所望の反射率を得ることができない場合に
は、複数の反射鏡を用いていた。すなわち、シグナル光
の実質波長領域を１．６〜２．１μｍとした場合、１．
６〜１．８μｍの波長領域用の一対の反射鏡と１．８〜
２．１μｍの波長領域の一対の反射鏡とを組み合わせて
いた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】レーザ装置の小型化、
製造コスト低減化の要求に伴い種々の検討がされてい
る。この中で、複数対の反射鏡を用いないで、一対の反
射鏡のみを用いたレーザ装置の提供がある。このために
は、広い波長領域に適用可能な反射防止膜が求められて
いる。しかしながら、必ずしも十分な成果が得られてい
ないのは、反射膜は、反射膜自身の内部応力や基板との
熱膨張率の違いなどにより、クラックが発生しやすいか
らである。というのは、通常、反射鏡は、屈折率の異な
る２種類の光学的に透明な物質を交互に膜状に合成石英
に積層して得ているが、１．６〜２．１μｍというシグ
ナル光の実質的全波長域を一対の反射鏡により共振させ
ようとすると、入力側反射鏡に設ける反射膜の積層数が
４０層以上となって、内部応力や熱膨張に敏感になるか
らである。
製造コスト低減化の要求に伴い種々の検討がされてい
る。この中で、複数対の反射鏡を用いないで、一対の反
射鏡のみを用いたレーザ装置の提供がある。このために
は、広い波長領域に適用可能な反射防止膜が求められて
いる。しかしながら、必ずしも十分な成果が得られてい
ないのは、反射膜は、反射膜自身の内部応力や基板との
熱膨張率の違いなどにより、クラックが発生しやすいか
らである。というのは、通常、反射鏡は、屈折率の異な
る２種類の光学的に透明な物質を交互に膜状に合成石英
に積層して得ているが、１．６〜２．１μｍというシグ
ナル光の実質的全波長域を一対の反射鏡により共振させ
ようとすると、入力側反射鏡に設ける反射膜の積層数が
４０層以上となって、内部応力や熱膨張に敏感になるか
らである。
【００１０】また、積層数が４０層以上の反射膜を１．
６〜２．１μｍの波長範囲のレーザ光の反射膜として用
いると、この範囲の両端においてレーザ光が反射膜に吸
収され、シグナル光の出力が低下し、反射膜の温度が上
昇するという欠点もある。
６〜２．１μｍの波長範囲のレーザ光の反射膜として用
いると、この範囲の両端においてレーザ光が反射膜に吸
収され、シグナル光の出力が低下し、反射膜の温度が上
昇するという欠点もある。
【００１１】本発明は一対の反射鏡のみを有し、かつ、
１．６〜２．１μｍの波長範囲の両端にレーザ光の吸収
の無いＯＰＯ発振による波長可変レーザ装置の提供を目
的とする。
１．６〜２．１μｍの波長範囲の両端にレーザ光の吸収
の無いＯＰＯ発振による波長可変レーザ装置の提供を目
的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の波長可変レーザ装置は、ＯＰＯ発振による
波長変換素子としては、ＫＴｉＯＰＯ4 またはＲｂＴｉ
ＰＯ4 を用いる。波長変換素子の前後には、一対の反射
鏡が設けられ、波長変換素子とともに共振器を構成して
いる。該一対の反射鏡の入力側反射鏡は、合成石英また
は無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5とを交互に
４０〜５０層積層したものを用い、出力側反射鏡は、無
水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5とを交互に１５
〜３０層積層したものを用いる。該波長可変レーザ装置
における１．６〜２．１μｍの実質的全波長領域に対す
る入力側反射鏡の反射膜の反射率が９８％以上であり、
出力側反射鏡の反射膜の反射率が６０〜９０％である。
本発明のレーザ装置では、励起光として波長１．０６μ
ｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を用い、出力光として通常シ
グナル光が選定されている。
に、本発明の波長可変レーザ装置は、ＯＰＯ発振による
波長変換素子としては、ＫＴｉＯＰＯ4 またはＲｂＴｉ
ＰＯ4 を用いる。波長変換素子の前後には、一対の反射
鏡が設けられ、波長変換素子とともに共振器を構成して
いる。該一対の反射鏡の入力側反射鏡は、合成石英また
は無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5とを交互に
４０〜５０層積層したものを用い、出力側反射鏡は、無
水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5とを交互に１５
〜３０層積層したものを用いる。該波長可変レーザ装置
における１．６〜２．１μｍの実質的全波長領域に対す
る入力側反射鏡の反射膜の反射率が９８％以上であり、
出力側反射鏡の反射膜の反射率が６０〜９０％である。
本発明のレーザ装置では、励起光として波長１．０６μ
ｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を用い、出力光として通常シ
グナル光が選定されている。
【００１３】また、本発明の波長可変レーザ装置の作製
方法においては、一対の反射鏡の入力側反射鏡が、合成
石英または無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5と
を交互に４０〜５０層積層し、酸素の存在下で２００〜
３００℃に１０〜２０時間保持して作製され、出力側反
射鏡が、無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5とを
交互に１５〜３０層積層し、酸素の存在下で２００〜３
００℃に１０〜２０時間保持して作製される。積層に際
しては、１．６〜２．１μｍの波長領域に対する入力側
反射鏡の反射膜の反射率が９８％以上で、出力側反射鏡
の反射膜の反射率が６０〜９０％となるように、各層の
厚さと積層数を選び、かつ各層内の応力発生を防止する
ように真空蒸着速度を調整する。
方法においては、一対の反射鏡の入力側反射鏡が、合成
石英または無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5と
を交互に４０〜５０層積層し、酸素の存在下で２００〜
３００℃に１０〜２０時間保持して作製され、出力側反
射鏡が、無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2Ｏ5とを
交互に１５〜３０層積層し、酸素の存在下で２００〜３
００℃に１０〜２０時間保持して作製される。積層に際
しては、１．６〜２．１μｍの波長領域に対する入力側
反射鏡の反射膜の反射率が９８％以上で、出力側反射鏡
の反射膜の反射率が６０〜９０％となるように、各層の
厚さと積層数を選び、かつ各層内の応力発生を防止する
ように真空蒸着速度を調整する。
【００１４】
【作用】反射鏡として用いる基板の材質の選定につい
て、以下に説明する。
て、以下に説明する。
【００１５】１．６〜２．１μｍの波長領域に、レーザ
光の吸収ピークを持つ基板は用いることができない。レ
ーザ光の吸収が、出力の損失などの原因となるからであ
る。種々検討の結果、先に述べたこの波長領域の両端に
おける吸収は、具体的には、１．４μｍと２．２μｍで
の吸収はＯＨ基に基づくものであることが分った。よっ
て、ＯＨ基を含まない材質を基板に用いることが重要で
ある。
光の吸収ピークを持つ基板は用いることができない。レ
ーザ光の吸収が、出力の損失などの原因となるからであ
る。種々検討の結果、先に述べたこの波長領域の両端に
おける吸収は、具体的には、１．４μｍと２．２μｍで
の吸収はＯＨ基に基づくものであることが分った。よっ
て、ＯＨ基を含まない材質を基板に用いることが重要で
ある。
【００１６】この波長領域の光学的透明材料として合成
石英、ＹＡＧ、赤外透過ガラス、サファイヤなどがあ
る。近年、合成石英には、無水合成石英と呼ばれるＯＨ
基の極端に少ない（＜１ＰＰｍ）のものが作成されてい
る。これは、前記吸収ピークが極めて小さく、吸収ピー
クが観測されない場合もある。
石英、ＹＡＧ、赤外透過ガラス、サファイヤなどがあ
る。近年、合成石英には、無水合成石英と呼ばれるＯＨ
基の極端に少ない（＜１ＰＰｍ）のものが作成されてい
る。これは、前記吸収ピークが極めて小さく、吸収ピー
クが観測されない場合もある。
【００１７】基板の材質選択の留意点のもう一つは熱膨
脹係数である。反射膜形成時に、基板を加熱する場合が
あり、かつ、形成後の反射膜を熱処理するので、反射膜
の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を持つ材料を基板に選択
しなければならない。
脹係数である。反射膜形成時に、基板を加熱する場合が
あり、かつ、形成後の反射膜を熱処理するので、反射膜
の熱膨脹係数に近い熱膨脹係数を持つ材料を基板に選択
しなければならない。
【００１８】この点より、本発明では入力側反射鏡材料
として合成石英または無水合成石英を用い、特に共振後
のレーザ光を通す出力側反射鏡材料として無水合成石英
を用いる。
として合成石英または無水合成石英を用い、特に共振後
のレーザ光を通す出力側反射鏡材料として無水合成石英
を用いる。
【００１９】このような材質の基板に反射膜を設け、反
射鏡を作成する。反射膜は、屈折率の異なるＳｉＯ2 と
Ｔａ2Ｏ5との光学薄膜材料を交互に積層して作成する。
射鏡を作成する。反射膜は、屈折率の異なるＳｉＯ2 と
Ｔａ2Ｏ5との光学薄膜材料を交互に積層して作成する。
【００２０】この２種類の薄膜を酸化物系の光学薄膜材
料で構成したのは、酸化物などの吸湿性が小さく、フッ
化物系のもので構成するより長期にわたり安定した性能
を維持することができるからである。低屈折率材料とし
ては、基板材料の無水合成石英と同じ成分のＳｉＯ2 が
適し、高屈折率材料としては、屈折率が比較的高く、熱
処理により、光吸収を低減することができるＴａ2Ｏ5が
適している。
料で構成したのは、酸化物などの吸湿性が小さく、フッ
化物系のもので構成するより長期にわたり安定した性能
を維持することができるからである。低屈折率材料とし
ては、基板材料の無水合成石英と同じ成分のＳｉＯ2 が
適し、高屈折率材料としては、屈折率が比較的高く、熱
処理により、光吸収を低減することができるＴａ2Ｏ5が
適している。
【００２１】これらの薄膜の積層は電子ビーム真空蒸着
法により行う。この際、蒸着速度、基板加熱温度、導入
酸素分圧によりＳｉＯ2 層とＴａ2Ｏ5層の膜内応力が変
化するので、蒸着条件を選定し、ＳｉＯ2 層とＴａ2Ｏ5
層の両方の膜内応力を弱くするか、あるいは、総合的に
応力が打ち消されるようにする。波長が１μｍを越える
レーザ光に用いる反射膜でのクラック発生を防止するた
めである。
法により行う。この際、蒸着速度、基板加熱温度、導入
酸素分圧によりＳｉＯ2 層とＴａ2Ｏ5層の膜内応力が変
化するので、蒸着条件を選定し、ＳｉＯ2 層とＴａ2Ｏ5
層の両方の膜内応力を弱くするか、あるいは、総合的に
応力が打ち消されるようにする。波長が１μｍを越える
レーザ光に用いる反射膜でのクラック発生を防止するた
めである。
【００２２】作成後、酸素あるいは大気中で１０〜２０
時間、２００〜３００℃で熱処理をする。この熱処理
は、蒸着直後の反射膜の茶色の着色を無色にするためで
ある。この茶色の着色は、膜作成時のＴａ2Ｏ5層の酸素
不足により発生する。
時間、２００〜３００℃で熱処理をする。この熱処理
は、蒸着直後の反射膜の茶色の着色を無色にするためで
ある。この茶色の着色は、膜作成時のＴａ2Ｏ5層の酸素
不足により発生する。
【００２３】
【実施例】本発明の実施例について図１〜図５に基づい
て説明する。
て説明する。
【００２４】図１は、本発明のＯＰＯ波長可変レーザ装
置の共振器の概念図である。
置の共振器の概念図である。
【００２５】図１中、一点鎖線矢印はＸ軸を表し、実線
矢印はＺ軸の方向を示し、そして◎はＹ軸の方向が紙面
に対し垂直であることを示す。
矢印はＺ軸の方向を示し、そして◎はＹ軸の方向が紙面
に対し垂直であることを示す。
【００２６】Ｘ軸の矢印方向に入る励起光４に波長１．
０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を用いる。ＫＴＰを用
いた波長変換素子２と、入力側反射鏡１及び出力側反射
鏡３とでＯＰＯ波長可変レーザ装置の共振器を構成す
る。
０６μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ光を用いる。ＫＴＰを用
いた波長変換素子２と、入力側反射鏡１及び出力側反射
鏡３とでＯＰＯ波長可変レーザ装置の共振器を構成す
る。
【００２７】反射鏡の基板には、入力側と出力側ともに
無水合成石英製の直径１インチ（２．５４ｃｍ）、厚さ
１／４インチ（０．６３５ｃｍ）の両面光学研磨された
凹面鏡状基板を用いた。
無水合成石英製の直径１インチ（２．５４ｃｍ）、厚さ
１／４インチ（０．６３５ｃｍ）の両面光学研磨された
凹面鏡状基板を用いた。
【００２８】屈折率１．４４の無水合成石英（住金石英
製 ＳＫ−１３１０Ａ）基板に、屈折率１．４１のＳｉ
Ｏ2 層と、屈折率１．９２のＴａ2Ｏ5層とを用いて反射
膜を作製した。各膜の厚さと積層数は、式２，３，４を
用い、１．６〜２．１μｍの波長領域において、入力側
反射鏡反射膜の反射率が９８％以上、出力側反射鏡反射
膜の反射率が６０〜９０％±２％になるように計算で求
めた。
製 ＳＫ−１３１０Ａ）基板に、屈折率１．４１のＳｉ
Ｏ2 層と、屈折率１．９２のＴａ2Ｏ5層とを用いて反射
膜を作製した。各膜の厚さと積層数は、式２，３，４を
用い、１．６〜２．１μｍの波長領域において、入力側
反射鏡反射膜の反射率が９８％以上、出力側反射鏡反射
膜の反射率が６０〜９０％±２％になるように計算で求
めた。
【００２９】計算は、パーソナルコンピュータを用い、
分光反射特性を計算しながら、シンプレックス法によ
り、各層の光学的膜厚ｎｄ（ｎ：屈折率、ｄ：物理的膜
厚）を徐々に変化させたり、膜層数を増減させたりし
て、希望の反射率特性になるような膜層数と各層の膜厚
を求めた。計算に際しては、反射膜は励起光が反射しな
いように波長１．０６μｍの反射率は低くなるように留
意した。なお、式２、式３、式４は波長λのレーザ光が
垂直入射した場合を仮定している。
分光反射特性を計算しながら、シンプレックス法によ
り、各層の光学的膜厚ｎｄ（ｎ：屈折率、ｄ：物理的膜
厚）を徐々に変化させたり、膜層数を増減させたりし
て、希望の反射率特性になるような膜層数と各層の膜厚
を求めた。計算に際しては、反射膜は励起光が反射しな
いように波長１．０６μｍの反射率は低くなるように留
意した。なお、式２、式３、式４は波長λのレーザ光が
垂直入射した場合を仮定している。
【００３０】
【式２】
【００３１】
【式３】
【００３２】
【式４】
【００３３】ただし、ｎr はｒ番目の層の屈折率、ｄr
はｒ番目の層の物理的膜厚、ｎ0 は空気（媒質）の屈折
率、ｎs は基板の屈折率、＊はcomplex conjugate であ
る。
はｒ番目の層の物理的膜厚、ｎ0 は空気（媒質）の屈折
率、ｎs は基板の屈折率、＊はcomplex conjugate であ
る。
【００３４】計算により得られた反射膜の光学的膜厚計
算値を表１、表２、表３に、また表１、表２、表３に対
応する分光反射率計算値を図３、図４、図５、に示す。
１．６〜２．１μｍの波長領域で所定の反射率が得られ
ていることがわかる。
算値を表１、表２、表３に、また表１、表２、表３に対
応する分光反射率計算値を図３、図４、図５、に示す。
１．６〜２．１μｍの波長領域で所定の反射率が得られ
ていることがわかる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】次に、この計算結果に基づき反射膜を作製
した。
した。
【００３９】反射膜の作製には電子ビーム真空蒸着装置
を用い、初めに基板を３００℃まで加熱しながら、５．
０×１０-6Ｔｏｒｒまで排気した。ＳｉＯ2 層蒸着には
酸素を５．０×１０-6Ｔｏｒｒに保たれるように導入
し、蒸着速度を０．７ｎｍ／ｍｉｎになるように制御し
た。一方、Ｔａ2Ｏ5層蒸着時には酸素を１．０×１０-4
Ｔｏｒｒに保たれるように導入し、蒸着速度を０．２ｎ
ｍ／ｍｉｎになるように制御した。蒸着時の膜厚の制御
には光学干渉式膜厚モニタ、蒸着速度の制御には水晶振
動式モニタを用いた。なお、この蒸着条件は、反射膜に
クラックが発生しないように求めたものである。
を用い、初めに基板を３００℃まで加熱しながら、５．
０×１０-6Ｔｏｒｒまで排気した。ＳｉＯ2 層蒸着には
酸素を５．０×１０-6Ｔｏｒｒに保たれるように導入
し、蒸着速度を０．７ｎｍ／ｍｉｎになるように制御し
た。一方、Ｔａ2Ｏ5層蒸着時には酸素を１．０×１０-4
Ｔｏｒｒに保たれるように導入し、蒸着速度を０．２ｎ
ｍ／ｍｉｎになるように制御した。蒸着時の膜厚の制御
には光学干渉式膜厚モニタ、蒸着速度の制御には水晶振
動式モニタを用いた。なお、この蒸着条件は、反射膜に
クラックが発生しないように求めたものである。
【００４０】これらの蒸着条件は、真空蒸着装置の蒸着
源から基板までの距離、酸素を導入する位置及び酸素分
圧を測定している位置、排気速度などにより異なること
があるので絶対的なものではない。
源から基板までの距離、酸素を導入する位置及び酸素分
圧を測定している位置、排気速度などにより異なること
があるので絶対的なものではない。
【００４１】反射膜作成後、大気中で２０時間、２５０
℃で加熱処理を行った。この条件も、作製した反射膜に
より異なることがある。熱処理の後、蒸着直後の反射膜
の着色の脱色を確認する必要がある。
℃で加熱処理を行った。この条件も、作製した反射膜に
より異なることがある。熱処理の後、蒸着直後の反射膜
の着色の脱色を確認する必要がある。
【００４２】このようにして作製した反射鏡を用いて、
図１の波長可変レーザ装置を組み立てて試験をした。波
長変換素子２をフェーズマッチングアングルθが５５〜
９０度になるようにＸ軸の周りに回転させた。その結
果、反射率が７５±２％と反射率が９０±２％のどちら
の出力側反射鏡を用いた場合も、シグナル光の実質的全
波長域である１．６〜２．１μｍの波長領域が発振して
いることを確認できた。
図１の波長可変レーザ装置を組み立てて試験をした。波
長変換素子２をフェーズマッチングアングルθが５５〜
９０度になるようにＸ軸の周りに回転させた。その結
果、反射率が７５±２％と反射率が９０±２％のどちら
の出力側反射鏡を用いた場合も、シグナル光の実質的全
波長域である１．６〜２．１μｍの波長領域が発振して
いることを確認できた。
【００４３】さらに、微分干渉顕微鏡（１００倍）によ
り反射鏡を観察したが、反射鏡にクラックは発生してい
なかった。また、この反射膜の１．６〜２．１μｍの波
長域に対するレーザ損傷しきい値は、入力側出力側の両
方ともパルス幅１０ｎｓの時、１Ｊ／ｃｍ2 以上あり、
従来の波長可変レーザ装置と遜色ないことが分った。
り反射鏡を観察したが、反射鏡にクラックは発生してい
なかった。また、この反射膜の１．６〜２．１μｍの波
長域に対するレーザ損傷しきい値は、入力側出力側の両
方ともパルス幅１０ｎｓの時、１Ｊ／ｃｍ2 以上あり、
従来の波長可変レーザ装置と遜色ないことが分った。
【００４４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４５】（１）波長可変レーザ装置は、１．６〜
２．１μｍの波長範囲にわたり良好な発振を可能とす
る。
２．１μｍの波長範囲にわたり良好な発振を可能とす
る。
【００４６】（２）一対の反射鏡のみの共振器にて、
１．６〜２．１μｍの波長範囲にわたり良好な発振を可
能とする。
１．６〜２．１μｍの波長範囲にわたり良好な発振を可
能とする。
【００４７】（３）波長が１μｍを越えるレーザ光に用
いる反射膜でのクラック発生を防止できた。
いる反射膜でのクラック発生を防止できた。
【図１】ＯＰＯ波長可変レーザ装置の共振器の概念図で
ある。
ある。
【図２】ＫＴＰのフェーズマッチングアングルθによる
アイドラ光とシグナル光の波長の関係を示すグラフであ
る。
アイドラ光とシグナル光の波長の関係を示すグラフであ
る。
【図３】本発明の入力側反射鏡に施した反射率９８％以
上の反射膜の分光反射特性計算値を波長と反射率の関係
を表したグラフである。
上の反射膜の分光反射特性計算値を波長と反射率の関係
を表したグラフである。
【図４】本発明の出力側反射鏡に施した反射率７５％±
２％の反射膜の分光反射特性計算値を波長と反射率の関
係を表したグラフである。
２％の反射膜の分光反射特性計算値を波長と反射率の関
係を表したグラフである。
【図５】本発明の出力側反射鏡に施した反射率９０％±
２％の反射膜の分光反射特性計算値を波長と反射率の関
係を表したグラフである。
２％の反射膜の分光反射特性計算値を波長と反射率の関
係を表したグラフである。
１ 入力側反射鏡 ２ 波長変換素子 ３ 出力側反射鏡 ４ 励起光 ５ 出力側鏡面 ６ 入力側鏡面 ７ 入力側反射膜 ８ 出力側反射膜 ９ 反射防止膜
Claims (2)
- 【請求項１】 ＫＴｉＯＰＯ4 またはＲｂＴｉＰＯ4 を
用いた波長変換素子と波長変換素子の前後に設けられた
一対の反射鏡とからなる共振器で構成されている波長可
変レーザ装置であって、該一対の反射鏡の入力側反射鏡
は、合成石英または無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴ
ａ2Ｏ5とを交互に４０〜５０層積層したものであり、出
力側反射鏡は、無水合成石英の基板にＳｉＯ2 とＴａ2
Ｏ5とを交互に１５〜３０層積層したものであり、か
つ、１．６〜２．１μｍの波長領域に対する入力側反射
鏡の反射膜の反射率が９８％以上であり、出力側反射鏡
の反射膜の反射率が６０〜９０％であることを特徴とす
る波長可変レーザ装置。 - 【請求項２】 ＫＴｉＯＰＯ4 またはＲｂＴｉＰＯ4 を
用いた波長変換素子と波長変換素子の前後に設けられた
一対の反射鏡とからなる共振器で構成される波長可変レ
ーザ装置の作製方法において、該一対の反射鏡の入力側
反射鏡が、合成石英または無水合成石英の基板にＳｉＯ
2 とＴａ2Ｏ5とを交互に４０〜５０層積層し、酸素の存
在下で２００〜３００℃に１０〜２０時間保持して作製
され、出力側反射鏡が、無水合成石英の基板にＳｉＯ2
とＴａ2Ｏ5とを交互に１５〜３０層積層し、酸素の存在
下で２００〜３００℃に１０〜２０時間保持して作製さ
れることを特徴とする波長可変レーザ装置の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31923293A JPH07154012A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 波長可変レーザ装置及びその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31923293A JPH07154012A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 波長可変レーザ装置及びその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07154012A true JPH07154012A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=18107892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31923293A Pending JPH07154012A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 波長可変レーザ装置及びその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07154012A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073248A2 (en) * | 2001-03-07 | 2002-09-19 | Axsun Technologies, Inc. | Controlled stress optical coatings for membranes |
| JP2013044978A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | レーザ光用光ファイバ構造体及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP31923293A patent/JPH07154012A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073248A2 (en) * | 2001-03-07 | 2002-09-19 | Axsun Technologies, Inc. | Controlled stress optical coatings for membranes |
| WO2002073248A3 (en) * | 2001-03-07 | 2003-04-10 | Axsun Tech Inc | Controlled stress optical coatings for membranes |
| US6692850B2 (en) | 2001-03-07 | 2004-02-17 | Axsun Technologies, Inc. | Controlled stress optical coatings for membranes |
| JP2013044978A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | レーザ光用光ファイバ構造体及びその製造方法 |
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