JPH07170003A - Laser oscillation equipment capable of changing wavelength - Google Patents

Laser oscillation equipment capable of changing wavelength

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JPH07170003A
JPH07170003A JP31496793A JP31496793A JPH07170003A JP H07170003 A JPH07170003 A JP H07170003A JP 31496793 A JP31496793 A JP 31496793A JP 31496793 A JP31496793 A JP 31496793A JP H07170003 A JPH07170003 A JP H07170003A
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JP
Japan
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light
wave
harmonic
pump wave
wavelength
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Application number
JP31496793A
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Japanese (ja)
Inventor
Shohei Noda
松平 野田
Masahiro Kuroda
雅博 黒田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a laser oscillation equipment which can stably continuously change output wavelength. CONSTITUTION:The equipment is provided width the following; an end mirror(EM)31 which reflects only the light in a specific frequency range, a nonlinear optical crystal 27 which is arranged on the input reflection optical axis of the EM31 and generates parametric light from supplied pumping light (LP), a grating (G)29 which can adjust the angle to the optical axis of output light to spectrally analyze the light outputted from the nonlinear optical crystal, and a total reflecting mirror 30 which totally reflects the specific light spectrally analyzed by the G29 toward the G29. Further the following are installed; a polarization prism 26 which is arranged between the EM31 and the nonlinear optical crystal, reflects the circularly poralized LP and makes it enter the nonlinear optical crystal, a conversion member 28 which is arranged between the G29 and the nonlinear optical crystal, turns the linearly polarized light into a circularly polarized light and turns the circularly polarized light into a linearly polarized light, and pumping wave supply means 21, 23, 24 capable of order selection which generates harmonics of desired order from the fundamental light from a laser oscillating means generating the fundamental light, and supplies the harmonics to a prism, as the LP of polarization characteristics which the polarization prism reflects.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光パラメトリック発振原
理を用いた波長可変レーザ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength tunable laser device using the principle of optical parametric oscillation.

【0002】[0002]

【従来の技術】パラメトリック発振レーザ装置では、光
共振器中にレーザ発振を励起させるための光を入射させ
ることにより、レーザ発振を行わせるが、このレーザ発
振を励起させるための光をポンプ波と呼ぶ。
2. Description of the Related Art In a parametric oscillation laser device, laser oscillation is performed by injecting light for exciting laser oscillation into an optical resonator. The light for exciting this laser oscillation is used as a pump wave. Call.

【0003】そして、信号波、またはアイドラー波が共
振する光共振器中に、非線形光学結晶を置いて強力なポ
ンプ波を入射したとき、信号波とアイドラー波の一方ま
たは両方が発振することを光パラメトリック発振と云
い、前者を単共振形、後者を複共振形と云う。ポンプ波
Pの角周波数をωp 、信号波Sの角周波数をωs 、アイ
ドラー波Iの角周波数をωi とすると、これら3つの角
周波数ωp ,ωs ,ωiとの間には、 ωp =ωs +ωi なる関係がある。
Then, when a nonlinear optical crystal is placed in an optical resonator in which a signal wave or an idler wave resonates and a strong pump wave is made incident, one or both of the signal wave and the idler wave oscillate. The parametric oscillation is called the single resonance type and the latter is the multiple resonance type. If the angular frequency of the pump wave P is ω p , the angular frequency of the signal wave S is ω s , and the angular frequency of the idler wave I is ω i , then these three angular frequencies ω p , ω s , and ω i are , Ω p = ω s + ω i .

【0004】しかし、非線形光学結晶への入射光波はポ
ンプ波Pのみである。また、特にωs =ωi の場合を縮
重パラメトリック発振と云う。非線形光学結晶中では、
2次の非線形分極によりポンプ波Pから信号波S、アイ
ドラー波Iへのパワーの移行が生じ、後者2つの波は増
幅され得る。このパラメトリック増幅利得が共振器の損
失に打ち勝つ程にポンプ波の強度が大きいと、信号波S
とアイドラー波Iの自励発振が生ずる。
However, the incident light wave to the nonlinear optical crystal is only the pump wave P. Further, particularly when ω s = ω i is called degenerate parametric oscillation. In a nonlinear optical crystal,
The second-order non-linear polarization causes power transfer from the pump wave P to the signal wave S and the idler wave I, and the latter two waves can be amplified. If the intensity of the pump wave is large enough to overcome the loss of the resonator by this parametric amplification gain, the signal wave S
And the self-oscillation of the idler wave I occurs.

【0005】温度同調や角度同調等の方法によって位相
調整をとることで、ωs ,ωi を連続的に変化させ得る
ので、光パラメトリック発振は波長可変のコヒーレント
光を得る一つの重要な手段として利用される。
Since the ω s and ω i can be continuously changed by adjusting the phase by a method such as temperature tuning or angle tuning, the optical parametric oscillation is one of important means for obtaining wavelength tunable coherent light. Used.

【0006】このような光パラメトリック発振原理を用
いた従来の固体レーザ装置では、その共振器における角
周波数ωp なるポンプ波Pとして、単一波長(例えば、
355nm)の光のみを使用する構成であるため、図7
に示すような光学系構造を使用している。
In the conventional solid-state laser device using such an optical parametric oscillation principle, a single wavelength (for example, as a pump wave P having an angular frequency ω p in the resonator) (for example,
Since the configuration uses only light of 355 nm),
The optical system structure as shown in is used.

【0007】例えば、ポンプ波PとしてYAGレーザの
第3高調波355nm(周波数をωp とする)を使用す
る場合、図に示すように、入力ポンプ波Pはエンドミラ
ー2から入射される。
For example, when the third harmonic wave 355 nm of the YAG laser (having a frequency of ω p ) is used as the pump wave P, the input pump wave P is incident from the end mirror 2 as shown in the figure.

【0008】この場合、エンドミラー2は355nmの
波長成分以下の光を透過させ、それより長波長側、例え
ば400nm以上の波長成分の光を反射させる2色性の
ミラーを採用しており、このエンドミラー2を通すこと
で355nmの波長成分を得るようになっている。その
様子を図8に示す。
In this case, the end mirror 2 employs a dichroic mirror which transmits light having a wavelength component of 355 nm or less and reflects light having a wavelength component longer than that, for example, 400 nm or more. A wavelength component of 355 nm is obtained by passing through the end mirror 2. The situation is shown in FIG.

【0009】図8において、縦軸は反射率であり、横軸
は波長(nm)を表わす。エンドミラー2を透過した角
周波数ωp なるポンプ波Pは、非線形光学結晶3に入射
する。非線形光学結晶3内では角周波数ωp なるポンプ
波Pは光パラメトリック効果によってポンプ波Pの一部
が角周波数ωs なる信号波Sと角周波数ωi なるアイド
ラー波I成分に分れ、信号波Sとアイドラー波Iが非線
形光学結晶3内でその進行に伴って成長してゆく。
In FIG. 8, the vertical axis represents reflectance and the horizontal axis represents wavelength (nm). The pump wave P having the angular frequency ω p that has passed through the end mirror 2 enters the nonlinear optical crystal 3. In the nonlinear optical crystal 3, the pump wave P having the angular frequency ω p is divided into a signal wave S having the angular frequency ω s and an idler wave I component having the angular frequency ω i by the optical parametric effect, and the signal wave S and the idler wave I grow in the nonlinear optical crystal 3 as it progresses.

【0010】すなわち、角周波数ωp なるポンプ波Pは
非線形光学結晶3内での光パラメトリック効果によって
ωp =ωs +ωi となり、入射レーザビームが通過して
いる非線形光学結晶3内の各点で角周波数ωs なる信号
波Sと角周波数ωi なるアイドラー波Iが発生し、その
各点で発生した信号波Sとアイドラー波Iがレーザ光の
進行方向に進むことから、上記各点で発生した信号波S
とアイドラー波Iが積算されて成長(強度が大きくな
る)してゆく。
That is, the pump wave P having the angular frequency ω p becomes ω p = ω s + ω i due to the optical parametric effect in the nonlinear optical crystal 3, and each point in the nonlinear optical crystal 3 through which the incident laser beam passes. At this point, a signal wave S having an angular frequency ω s and an idler wave I having an angular frequency ω i are generated, and the signal wave S and the idler wave I generated at each point travel in the traveling direction of the laser light. Generated signal wave S
And the idler wave I are integrated and grow (intensity increases).

【0011】これらの光P,S,Iは結晶を出射した
後、出射光路上に設けられたグレーティング(回折格
子)4に入射し、一部が正反射光5としてキャビティか
ら出てゆく。
After these lights P, S, and I are emitted from the crystal, they are incident on the grating (diffraction grating) 4 provided on the emission optical path, and part of them are emitted as specular reflection light 5 from the cavity.

【0012】ここで、レーザ装置における上記キャビテ
ィとは共振器を意味し、通常2つのミラー間に挟まれた
部分(この部分でレーザ光が共鳴し、レーザ発振する)
を指す。
Here, the above-mentioned cavity in the laser device means a resonator, and is usually a portion sandwiched between two mirrors (the laser light resonates at this portion to cause laser oscillation).
Refers to.

【0013】キャビティから出射しなかった残りの光は
各周波数がωp ,ωs ,ωi であり、各々波長が異なる
ので、その波長に応じた角度にグレーティング4によっ
て分光される。そして、そのうちの角周波数ωs の信号
波Sのみが符号6で示すように、全反射ミラー7に垂直
に入射するように、グレーティング4の角度を設定して
おくと、この全反射ミラー7で全反射された信号波Sは
再びグレーティング4に入射され、このグレーティング
4によって、もと来た方向へ回折されて非線形光学結晶
3を通過し、エンドミラー2へと戻る。
The remaining light not emitted from the cavity has respective frequencies ω p , ω s , and ω i , and the wavelengths are different from each other. Therefore, the light is dispersed by the grating 4 at an angle corresponding to the wavelength. Then, when the angle of the grating 4 is set so that only the signal wave S of the angular frequency ω s thereof is vertically incident on the total reflection mirror 7 as indicated by reference numeral 6, the total reflection mirror 7 The totally reflected signal wave S is incident on the grating 4 again, is diffracted in the original direction by the grating 4, passes through the nonlinear optical crystal 3, and returns to the end mirror 2.

【0014】エンドミラー2は前述の如く、400nm
以上の光は反射するので、信号波Sの波長が400nm
以上であれば反射される。ここでポンプ波P、信号波
S、アイドラー波Iの関係を示すωp =ωs +ωi の式
を波長で表わすと 1/λp =(1/λs )+(1/λi ) 但し、λp は角周波数ωp なるポンプ波の波長、λs
角周波数ωs なる信号波Sの波長、λi は角周波数ωi
なるアイドラー波の波長を示す。となり、λp =355
nmの場合、λs ,λi >0であることから、λs ,λ
i>355nmであり、結晶の波長透過性、エンドミラ
ー2の反射光特性から通常は、λs ,λi 400nm
となる。
The end mirror 2 is 400 nm as described above.
Since the above light is reflected, the wavelength of the signal wave S is 400 nm.
If it is above, it is reflected. Here, when the expression of ω p = ω s + ω i showing the relationship among the pump wave P, the signal wave S, and the idler wave I is expressed by wavelength, 1 / λ p = (1 / λ s ) + (1 / λ i ) , Λ p is the wavelength of the pump wave having the angular frequency ω p , λ s is the wavelength of the signal wave S having the angular frequency ω s , and λ i is the angular frequency ω i
Shows the wavelength of the idler wave. And λ p = 355
In the case of nm, since λ s and λ i > 0, λ s and λ
i > 355 nm, which is usually λ s , λ i > 400 nm due to the wavelength transparency of the crystal and the reflected light characteristics of the end mirror 2.
Becomes

【0015】エンドミラー2で反射された角周波数ωs
なる信号波Sは再び非線形光学結晶3に入射するが、こ
の時は同時に存在する別のポンプ波Pによって新たに発
生された信号波Sと共に成長し、増幅されてゆく。
Angular frequency ω s reflected by the end mirror 2
The signal wave S is incident on the nonlinear optical crystal 3 again, but at this time, it grows together with the signal wave S newly generated by another pump wave P that is present at the same time, and is amplified.

【0016】従って、信号波Sの波長に対してはエンド
ミラー2、非線形光学結晶3、グレーティング4、全反
射ミラー7で構成されるキャビティでレーザ発振が可能
となる。
Therefore, for the wavelength of the signal wave S, laser oscillation can be performed in the cavity formed by the end mirror 2, the nonlinear optical crystal 3, the grating 4 and the total reflection mirror 7.

【0017】このような構成によれば、エンドミラー2
および非線形光学結晶3の光軸に対するグレーティング
4の角度を変えることにより、全反射ミラー7に対して
垂直に入射する光の波長が異なってくるので、この角度
調整により、種々の波長でレーザ発振させることができ
る。
According to such a configuration, the end mirror 2
Also, by changing the angle of the grating 4 with respect to the optical axis of the nonlinear optical crystal 3, the wavelength of the light that is vertically incident on the total reflection mirror 7 is different. Therefore, by adjusting this angle, laser oscillation is performed at various wavelengths. be able to.

【0018】しかしながら、ωs ωi の場合、すなわ
ち、ωs ωp /2に近づくと、このシステムは原理的
に不安定となり、レーザ発振しなくなる欠点を持つ。例
えば、通常、ポンプ波が波長355nmの場合、波長4
10nm〜2000nmの発振が可能であるが、波長7
10nm近傍の±25nm程度の領域では正常に発振し
なくなる。
However, in the case of ω s to ω i , that is, when approaching ω s to ω p / 2, this system has a drawback that it becomes unstable in principle and laser oscillation does not occur. For example, when the pump wave has a wavelength of 355 nm, the wavelength of 4
Oscillation of 10 nm to 2000 nm is possible, but wavelength 7
Normal oscillation does not occur in a region of about ± 25 nm near 10 nm.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】光パラメトリック発振
原理を用いた従来の固体レーザ装置では、上述したよう
に、パラメトリック発振(ωp =ωs +ωi )で、ωs
ωi の場合、結晶内で信号波S(角周波数はωs )と
アイドラー波I(角周波数はωi )が干渉し、信号波S
またはアイドラー波Iの増幅作用がゆがめられ、発振が
不安定になって、ついには発振しなくなる。
In the conventional solid-state laser device using the optical parametric oscillation principle, as described above, the parametric oscillation (ω p = ω s + ω i ) causes ω s
In the case of ω i , the signal wave S (angular frequency ω s ) and the idler wave I (angular frequency ω i ) interfere with each other in the crystal, and the signal wave S
Alternatively, the amplifying action of the idler wave I is distorted, the oscillation becomes unstable, and finally it does not oscillate.

【0020】通常、ポンプ波が波長355nmの場合、
波長410nm〜2000nmの範囲での発振が可能で
あるが、ωs ωi になる波長710nm近傍の±25
nm領域で正常に発振しなくなる。図9にその発振出力
を示す。
Normally, when the pump wave has a wavelength of 355 nm,
Oscillation is possible in the wavelength range of 410 nm to 2000 nm, but ± 25 near the wavelength of 710 nm where ω s to ω i.
It does not oscillate normally in the nm range. FIG. 9 shows the oscillation output.

【0021】レーザ光を用いた分光計測では、波長の連
続性が非常に大事であるから、波長710nm近傍の±
25nm程度と、たとえわずかの領域であっても、発振
できない領域があれば、それは重大な欠陥となる。
In the spectroscopic measurement using the laser beam, the continuity of the wavelength is very important.
If there is a region where oscillation is possible, even in a small region of about 25 nm, it becomes a serious defect.

【0022】もちろん、ポンプ波の波長を切り替えるこ
とができるならば、波長710nm近傍の±25nm領
域は、別の波長のポンプ波を使用すれば解消はできる。
しかしながら、エンドミラーからポンプ波を入射させる
ようにした従来の方式の場合、例えば、ポンプ波の波長
が355nmであれば、キャビティのエンドミラーとし
ては400nm以上の光を反射するようになっているた
め、例えば、波長532nmの光は入射させることが出
来ない。これでは355nmのポンプ波を利用したグレ
ーティングでの分光によるレーザ発振周波数の可変しか
できないため、わずかな波長範囲であるが、上述のよう
に正常にレーザ発振しなくなる領域が生じることが避け
られない。
Of course, if the wavelength of the pump wave can be switched, the ± 25 nm region near the wavelength of 710 nm can be eliminated by using the pump wave of another wavelength.
However, in the case of the conventional method in which the pump wave is made incident from the end mirror, for example, when the wavelength of the pump wave is 355 nm, the end mirror of the cavity reflects light of 400 nm or more. For example, light having a wavelength of 532 nm cannot be made incident. In this case, since the laser oscillation frequency can be varied only by the spectrum of the grating using the pump wave of 355 nm, it is inevitable that the region where the laser oscillation does not occur normally occurs though it is a slight wavelength range.

【0023】すなわち、光パラメトリック発振では、ポ
ンプ波の波長の半分の長さの波長域ではわずかな波長範
囲であるが、正常にレーザ発振しなくなる。そして、こ
れは従来のシステムがエンドミラーからポンプ波を入射
させる方式であったため、不要な波長を取り除くように
したエンドミラー反射特性のために、他の波長のポンプ
波に切り替える構成にはできないことに起因した。
That is, in the optical parametric oscillation, the laser oscillation does not normally occur although it is a slight wavelength range in the wavelength range half the wavelength of the pump wave. Since this is the method in which the pump wave is incident from the end mirror in the conventional system, it cannot be configured to switch to the pump wave of another wavelength due to the reflection characteristic of the end mirror that removes unnecessary wavelengths. Due to.

【0024】そこで、この発明の目的とするところは、
所望の波長のポンプ波を入射させることができ、従っ
て、出力波長の連続可変を安定的に行うことが可能な波
長可変レーザ発振装置を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a wavelength tunable laser oscillating device capable of allowing a pump wave having a desired wavelength to be incident, and thus capable of stably continuously varying the output wavelength.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はつぎのように構成する。すなわち、所定周
波数範囲の光のみを反射させるエンドミラーと、このエ
ンドミラーの入反射光軸上に配され、供給されるポンプ
波からパラメトリック光を発生させる非線形光学結晶
と、この非線形光学結晶から出射された光を分光する当
該出射光の光軸に対する角度調整可能なグレーティング
と、このグレーティングで分光された特定の光を当該グ
レーティングに向けて全反射する角度に配置した全反射
ミラーと、前記エンドミラーと非線形光学結晶との間に
配され、円偏光されたポンプ波を反射させて上記非線形
光学結晶に入射させる偏光プリズムと、前記グレーティ
ングと非線形光学結晶との間に配され、直線偏光を円偏
光にし、また円偏光を直線偏光にする変換部材と、基本
光を発生するレーザ発振手段からの基本光より、所望次
数の高調波を発生して前記偏光プリズムの反射する偏光
特性のポンプ波として偏光プリズムに供給する次数選択
可能なポンプ波供給手段とより構成する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, an end mirror that reflects only light in a predetermined frequency range, a non-linear optical crystal that is arranged on the incident / reflected optical axis of this end mirror and that generates parametric light from a supplied pump wave, and that exits from this non-linear optical crystal. An angle-adjustable grating with respect to the optical axis of the emitted light for separating the separated light, a total reflection mirror arranged at an angle for totally reflecting the specific light separated by the grating toward the grating, and the end mirror Is arranged between the grating and the nonlinear optical crystal, and is disposed between the grating and the nonlinear optical crystal, and is disposed between the grating and the nonlinear optical crystal. And the fundamental light from the laser oscillation means that generates the fundamental light and the conversion member that converts the circularly polarized light into the linearly polarized light. Harmonics generated more configuration and orders selectable pumping wave supplying means for supplying a polarizing prism as the pump wave of the polarization characteristic of reflecting the polarizing prism.

【0026】[0026]

【作用】このような構成において、エンドミラー、供給
されるポンプ波からパラメトリック光を発生させる非線
形光学結晶、この非線形光学結晶から出射された光を分
光する当該出射光の光軸に対する角度調整可能なグレー
ティング、このグレーティングで分光された特定の光を
当該グレーティングに向けて全反射する全反射ミラーと
によるレーザ発振のキャビティに、偏光プリズムを設け
て、ポンプ波供給手段より所望次数の高調波を発生して
当該偏光プリズムを介してキャビティに導く。
In such a structure, the end mirror, the nonlinear optical crystal for generating parametric light from the supplied pump wave, and the angle of the emitted light for separating the light emitted from the nonlinear optical crystal with respect to the optical axis can be adjusted. A polarizing prism is provided in the cavity of the laser oscillation by the grating and the total reflection mirror that totally reflects the specific light dispersed by this grating toward the grating, and the harmonics of the desired order are generated from the pump wave supply means. And guides it to the cavity through the polarizing prism.

【0027】そして、キャビティ内においてパラメトリ
ック光を発生させ、エンドミラーと全反射ミラーとの間
で共振させて出力レーザ光を得る。グレーティングの角
度調整を行うことで、所望の波長の出力レーザ光を得る
が、ポンプ波は偏光プリズムを介してキャビティ内に導
くことから、その波長はエンドミラーの特性に影響され
ないようになる。
Then, parametric light is generated in the cavity and resonated between the end mirror and the total reflection mirror to obtain output laser light. By adjusting the angle of the grating, output laser light of a desired wavelength is obtained, but since the pump wave is guided into the cavity through the polarization prism, the wavelength is not affected by the characteristics of the end mirror.

【0028】そのため、複数種の波長のポンプ波を利用
することができることから、単一の特定波長のみのポン
プ波によるパラメトリック効果によるレーザ発振装置の
ように、出力レーザ光の波長を可変していったときに、
特定波長の領域で発振が不安定になると云ったことを、
別の波長のポンプ波への切り替えにより回避できるよう
になる。従って、本発明によれば、出力波長の連続可変
が可能な固体レーザ発振装置を提供することができる。
Therefore, it is possible to use pump waves of a plurality of types of wavelengths, so that the wavelength of the output laser light can be varied like a laser oscillator using the parametric effect of a pump wave having only a single specific wavelength. When
The fact that oscillation becomes unstable in the specific wavelength range
This can be avoided by switching to a pump wave of another wavelength. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a solid-state laser oscillator capable of continuously varying the output wavelength.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。 (第1実施例)従来のようにエンドミラーからポンプ波
が入射される場合、エンドミラーは通常、ポンプ波の波
長が355nmであれば、400nm以上の光を反射す
るようになっているため、波長532nmの光をキャビ
ティに入射させることが出来ない欠点を改善するため
に、本発明装置では偏光プリズムを用い、これをキャビ
ティ内に配置し、また、ポンプ波の偏光を偏光プリズム
が反射する方向(例えばP偏光)にしたうえで、ある方
向から偏光プリズムに入射させ、その反射光をキャビテ
ィに入射させることにより複数波長(実施例では2波
長)のポンプ波が使用できるようにした。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) When a pump wave is incident from the end mirror as in the conventional case, the end mirror normally reflects light of 400 nm or more if the wavelength of the pump wave is 355 nm. In order to improve the drawback that the light of wavelength 532 nm cannot enter the cavity, the device of the present invention uses a polarization prism, which is arranged in the cavity, and the polarization of the pump wave is reflected by the polarization prism. After making it (for example, P-polarized), it is made incident on a polarizing prism from a certain direction, and its reflected light is made incident on a cavity so that pump waves of a plurality of wavelengths (two wavelengths in the embodiment) can be used.

【0030】また、本発明装置ではキャビティ内の非線
形光学結晶とグレーティングとの間に、λ/4板を設け
ることにより、偏光プリズムを通して信号波Sが共振で
きるようにした。偏光プリズムはキャビティ内にポンプ
波を導入するために、導入されるポンプ波の偏光モード
に対しては反射する偏光特性を有している必要があり、
この反射によりキャビティ内にポンプ波を導入すること
ができるようになるが、このままではこのポンプ波で得
られた非線形光学結晶からの信号波S(角周波数はω
s )は偏光プリズムで反射されてしまうので、偏光プリ
ズムで反射されることのないようにλ/4板を設けた。
そして、非線形光学結晶からの信号波Sが出射の際にλ
/4板を通り、キャビティの反射用のミラーで反射され
て戻って来るとき、λ/4板を再び通る結果、λ/4板
を2度通過することになるためにλ/2位相がずれ、偏
光プリズムに対し、S偏光となるので、今度は偏光プリ
ズムを通過することができ、これによってレーザ発振を
可能とした。
In the apparatus of the present invention, the λ / 4 plate is provided between the nonlinear optical crystal in the cavity and the grating so that the signal wave S can resonate through the polarizing prism. In order to introduce the pump wave into the cavity, the polarization prism must have a polarization characteristic that reflects the polarization mode of the pump wave that is introduced,
By this reflection, it becomes possible to introduce a pump wave into the cavity, but with this state as it is, the signal wave S (the angular frequency is ω from the nonlinear optical crystal obtained by this pump wave).
Since s ) is reflected by the polarizing prism, a λ / 4 plate is provided so as not to be reflected by the polarizing prism.
Then, when the signal wave S from the nonlinear optical crystal is emitted, λ
When passing back through the / 4 plate and being reflected by the reflection mirror of the cavity, the λ / 4 plate is passed again, and as a result, the λ / 4 plate is passed twice, resulting in a λ / 2 phase shift. Since the polarization prism is S-polarized, it can pass through the polarization prism this time, which enables laser oscillation.

【0031】また、YAGレーザの第3高調波は第2高
調波と基本波をミキシング結晶によりミキシングするこ
とで発生できるから、710nm近傍の波長を発振させ
る場合は、ミキシング結晶を外して波長532nmの第
2高調波を直接、非線形光学結晶に入射させるようにし
た。532nmのポンプ波の場合、不安定領域は106
4nmとなるので、これによれば、710nm近傍は安
定して発振させることが可能となる。
The third harmonic of the YAG laser can be generated by mixing the second harmonic and the fundamental wave with a mixing crystal. Therefore, when oscillating a wavelength near 710 nm, the mixing crystal is removed and the wavelength of 532 nm is generated. The second harmonic is directly incident on the nonlinear optical crystal. For a pump wave of 532 nm, the unstable region is 106
Since it is 4 nm, it becomes possible to oscillate stably in the vicinity of 710 nm.

【0032】このように、偏光プリズムを用いたことに
より、ポンプ波として355nm及び532nmの2種
類の波長が使用可能としたので、ポンプ波として355
nmを用いる場合、710nm近傍が発振できなくなる
のを、710nm近傍を発振させる場合は、波長532
nmに切り替えてこれをポンプ波として用いることがで
き、これにより、安定に発振できるようになる。また、
偏光プリズムを用い、ポンプレーザ(ポンプ波)として
2種類の波長(例えば、YAGレーザの第3高調波35
5nmと第2高調波532nm)を、入射できるように
したことから、波長測定装置等により、キャビティから
の出力レーザ光若しくは信号波の波長を監視しながら、
710nm近傍に近づいた場合、自動若しくは手動によ
り、ポンプ波を355nmから532nmに切換えるこ
とで、710nm近傍を安定に発振させることが出来
る。
As described above, by using the polarization prism, two kinds of wavelengths of 355 nm and 532 nm can be used as the pump wave.
When nm is used, it is impossible to oscillate in the vicinity of 710 nm. When oscillates in the vicinity of 710 nm, the wavelength is 532.
It can be switched to nm and used as a pump wave, which allows stable oscillation. Also,
A polarization prism is used, and two types of wavelengths are used as pump lasers (pump waves) (for example, the third harmonic wave 35 of the YAG laser 35).
5 nm and the second harmonic wave 532 nm), so that while monitoring the wavelength of the output laser light or signal wave from the cavity with a wavelength measuring device,
When it approaches 710 nm, it is possible to stably oscillate near 710 nm by switching the pump wave from 355 nm to 532 nm automatically or manually.

【0033】図1に本発明装置の第1実施例の要部構造
を示す。図において、21はレーザ光源、例えばYAG
レーザ発振器であり、22はレーザ光、23は第2高調
波発生器、24は光ミキシング装置、25はミラー、2
6は偏光プリズム、27は従来例で説明したものと同様
の非線形光学結晶、28はλ/4板、29はグレーティ
ング、30はミラーである。
FIG. 1 shows the main structure of the first embodiment of the device of the present invention. In the figure, 21 is a laser light source, for example YAG
A laser oscillator, 22 is a laser beam, 23 is a second harmonic generator, 24 is an optical mixing device, 25 is a mirror, 2
6 is a polarizing prism, 27 is a nonlinear optical crystal similar to that described in the conventional example, 28 is a λ / 4 plate, 29 is a grating, and 30 is a mirror.

【0034】YAGレーザ発振器21は、ポンプ波のも
とになる基本波のレーザ光22を発振するレーザ光源で
あり、このYAGレーザ発振器21から出射されるレー
ザ光22の光路には第2高調波発生器23、光ミキシン
グ装置24、ミラー25が設けられる。
The YAG laser oscillator 21 is a laser light source that oscillates a laser beam 22 of a fundamental wave that is a source of a pump wave, and the second harmonic wave is in the optical path of the laser beam 22 emitted from the YAG laser oscillator 21. A generator 23, a light mixing device 24, and a mirror 25 are provided.

【0035】第2高調波発生器23は、YAGレーザ発
振器21からのレーザ光22(基本波)から波長532
nmの第2高調波を発生して基本波と共に出力するもの
であり、光ミキシング装置24はこの基本波と第2高調
波とから、光ミキシングにより波長355nmの第3高
調波を発生するものである。
The second harmonic generator 23 outputs a wavelength 532 from the laser light 22 (fundamental wave) from the YAG laser oscillator 21.
The second mixing unit 24 generates a second harmonic wave of nm and outputs it together with the fundamental wave. The optical mixing device 24 generates a third harmonic wave of a wavelength of 355 nm from the fundamental wave and the second harmonic wave by optical mixing. is there.

【0036】光ミキシング装置24は光路に対して入退
出可能に構成されている。また、光ミキシング装置24
はミキシングして出射する光は、偏光プリズム26が反
射するタイプの偏光(例えばP偏光)になるように調整
してある。
The optical mixing device 24 is constructed so that it can enter and leave the optical path. In addition, the optical mixing device 24
The light emitted after mixing is adjusted so as to be a polarized light of a type reflected by the polarizing prism 26 (for example, P-polarized light).

【0037】また、ミラー25は第2高調波成分反射領
域25aと第3高調波成分反射領域25bに分けてあ
り、このミラー25はレーザ発振器21からのレーザ光
出射光路に対して上記2つの領域のうちのいずれかが来
るようにスライド操作可能である。ミラー25はその第
2高調波成分反射領域25aでは、第2高調波成分2ω
0 (例えば、YAGレーザの場合は、波長532nmの
第2高調波)のみを反射するよう、光学的濾波材料がコ
ーティングされており、また、第3高調波成分反射領域
25bでは、第2高調波発生器23からの出力光のう
ち、第3高調波成分3ω0 (例えば、YAGレーザの場
合は、波長355nmの第3高調波)のみを反射するよ
う、光学的濾波材料がコーティングされている。
The mirror 25 is divided into a second harmonic component reflection region 25a and a third harmonic component reflection region 25b, and the mirror 25 has the above-mentioned two components with respect to the laser light emission optical path from the laser oscillator 21. The slide operation is possible so that one of the areas comes. In the second harmonic component reflection area 25a of the mirror 25, the second harmonic component 2ω
The optical filtering material is coated so as to reflect only 0 (for example, in the case of a YAG laser, the second harmonic having a wavelength of 532 nm), and in the third harmonic component reflection area 25b, the second harmonic is reflected. Of the output light from the generator 23, an optical filtering material is coated so as to reflect only the third harmonic component 3ω 0 (for example, in the case of a YAG laser, the third harmonic having a wavelength of 355 nm).

【0038】偏光プリズム26は、その入出射面26
a,26bがエンドミラー30の入反射光軸を通るよう
にして配されており、また、ミラー25の反射光路から
の光を受けるために、当該反射光路用の入射面26cを
持ち、この入射面26cをミラー25の反射光路に対向
させて配置する。
The polarization prism 26 has an entrance / exit surface 26.
a and 26b are arranged so as to pass through the incident / reflected optical axis of the end mirror 30, and in order to receive light from the reflected optical path of the mirror 25, the incident surface 26c for the reflected optical path is provided. The surface 26c is arranged so as to face the reflection optical path of the mirror 25.

【0039】偏光プリズム26は、ミラー25からの反
射光が入射されると、特定の偏光状態の光を(例えばP
偏光)反射し、他(例えば、S偏光)は通過させるプリ
ズムである。
When the reflected light from the mirror 25 is incident on the polarization prism 26, the polarization prism 26 emits light having a specific polarization state (for example, P
It is a prism that reflects polarized light and transmits the other light (for example, S-polarized light).

【0040】エンドミラー30の入反射光軸にはこの偏
光プリズム26を介して非線形光学結晶27およびλ/
4板28、グレーティング29が配されている。グレー
ティング29はエンドミラー30の入反射光軸に対し
て、角度を持って配される。また、グレーティング29
は、入射光を回折するものであり、入射角度と波長に応
じた分光を行うものである。そして、種々の波長でレー
ザ発振させることができるようにするために、グレーテ
ィング29はエンドミラー30の入反射光軸に対して角
度を調整できるようになっており、図示しないが、その
ための調整機構を備えている。
A nonlinear optical crystal 27 and λ /
Four plates 28 and a grating 29 are arranged. The grating 29 is arranged at an angle with respect to the incident / reflected optical axis of the end mirror 30. Also, the grating 29
Is for diffracting incident light, and is for performing spectral analysis according to the incident angle and wavelength. Further, in order to enable laser oscillation at various wavelengths, the grating 29 can adjust the angle with respect to the incident / reflecting optical axis of the end mirror 30, and although not shown, an adjusting mechanism therefor is provided. Is equipped with.

【0041】エンドミラー30は特定の波長、例えば、
400nm以上の光をすべて反射するような材料をコー
ティングしてある。また、ミラー30はグレーティング
29に対向して設けられ、グレーティング29により分
光された光のうち、垂直に入射する光をグレーティング
29に反射させて戻すものである。
The end mirror 30 has a specific wavelength, for example,
It is coated with a material that reflects all light above 400 nm. Further, the mirror 30 is provided so as to face the grating 29, and reflects the vertically incident light of the light split by the grating 29 back to the grating 29.

【0042】ここでλ/4板28、P偏光、S偏光、偏
光プリズム26について説明する。図2(a)に示すよ
うな屈折率の異なる2層の媒質n1,n2を考えてみ
る。今、媒質n1から媒質n2にある角度を以てレーザ
ビームLbが入射するとする。この入射レーザビームB
L と法線Lとで決まる面を入射面と呼び、また、入射面
に平行な偏光方向(図中の矢印A1,A2方向)をP偏
光と呼び、入射面に垂直な偏光方向(図中に符号Bで示
す方向記号の方向で、紙面に垂直な方向)をS偏光と呼
ぶ。
Here, the λ / 4 plate 28, P-polarized light, S-polarized light, and the polarization prism 26 will be described. Consider two layers of media n1 and n2 having different refractive indexes as shown in FIG. Now, it is assumed that the laser beam Lb enters from the medium n1 to the medium n2 at an angle. This incident laser beam B
The plane defined by L and the normal L is called the incident plane, and the polarization direction parallel to the plane of incidence (arrows A1 and A2 in the figure) is called P-polarized light, and the polarization direction perpendicular to the plane of incidence (the figure is shown in the figure). Is the direction of the direction symbol indicated by reference sign B and is the direction perpendicular to the paper surface) is called S-polarized light.

【0043】上記偏光プリズム26はこのような光の偏
光の方向によって透過、反射の特性を異ならせたもので
あり、入射光の偏光方向によって反射、透過特性が異な
るようにしたプリズムである。上記偏光プリズム26は
例えばP偏光反射型の偏光プリズムであったとして、例
えば、入射光BL がP偏光の光であれば反射経路R1の
方向に反射され、入射光BL がS偏光の光であれば屈折
して経路R0を経て透過するような特性を持つ。
The polarizing prism 26 has different transmission and reflection characteristics depending on the polarization direction of the light, and is a prism having different reflection and transmission characteristics depending on the polarization direction of the incident light. Assuming that the polarization prism 26 is a P-polarization reflection type polarization prism, for example, if the incident light BL is P-polarized light, it is reflected in the direction of the reflection path R1 and the incident light BL is S-polarized light. For example, it has a characteristic of being refracted and transmitted through the path R0.

【0044】偏光プリズムは原理的にみた場合、基本的
には図3に示すように、二ケの三角プリズムp1,p2
を、貼り合せた構造になっていて、例えばP偏光反射型
の偏光プリズムであったとして、入射光BL がP偏光の
光であればプリズムp1,p2の境界面で反射されて反
射経路R1の方向に反射され、入射光BL がS偏光の光
であれば透過経路R0を経て透過するような特性を持
つ。
In principle, the polarization prism is basically composed of two triangular prisms p1 and p2 as shown in FIG.
If the incident light BL is a P-polarized light, it is reflected at the boundary surface of the prisms p1 and p2 and is reflected by the reflection path R1. If the incident light BL is an S-polarized light, it has a characteristic of being transmitted through the transmission path R0.

【0045】また、1/4波長板(λ/4板)28は透
過する光が直線偏光の光であれば円偏光の光に変換して
出力し、透過する光が円偏光の光であれば直線偏光の光
に変換して出力する光学素子である。ここで、偏光のx
成分とy成分の比が一定のものを直線偏光と呼び、偏光
方向が進行方向と共に螺旋状に回転する光を円偏光と呼
ぶ。つまり、直線偏光とは一方向例えば、z軸若しくは
y軸方向にのみ偏光する光であり、円偏光は図4(a)
に示すように、z軸を軸に、x,y平面で回転する偏光
であり、従って、時間軸とともに変化の様子を示すと図
4(b)に示すように偏光方向が進行方向と共に螺旋状
に回転する光である。
If the transmitted light is linearly polarized light, the quarter-wave plate (λ / 4 plate) 28 converts it to circularly polarized light and outputs the circularly polarized light, and the transmitted light is circularly polarized light. For example, it is an optical element that converts the light into linearly polarized light and outputs it. Where x of polarization
A light having a constant ratio of the component to the y component is called linearly polarized light, and light whose polarization direction spirally rotates with the traveling direction is called circularly polarized light. That is, the linearly polarized light is light polarized only in one direction, for example, the z-axis or the y-axis direction, and the circularly polarized light is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the polarized light rotates in the x and y planes with the z axis as an axis. Therefore, when the state of change with time is shown, the polarization direction is spiral with the traveling direction as shown in FIG. 4B. It is the light that rotates.

【0046】すなわち、直線偏光を1/4λ板28に通
すと、図5(a)に示すような円偏光が得られ、円偏光
を1/4λ板28に通すと図5(b)に示すような直線
偏光が得られる。但し、1/4λ板28の設置は偏光方
向に対し、ある特定の角度に設置する必要がある。この
ような性質を持つものをλ/4板と云う。
That is, when linearly polarized light is passed through the 1/4 λ plate 28, circularly polarized light as shown in FIG. 5A is obtained, and when circularly polarized light is passed through the 1/4 λ plate 28, it is shown in FIG. 5B. Such linearly polarized light is obtained. However, the 1/4 λ plate 28 needs to be installed at a specific angle with respect to the polarization direction. The one having such a property is called a λ / 4 plate.

【0047】つぎに上記構成の本装置の作用を説明す
る。このような構成において、YAGレーザ発振器21
から出射した角周波数ω0のレーザ光22は、第2高調
波発生器23に入射される。すると第2高調波発生器2
3では角周波数ω0 の第2高調波成分2ω0 を発生し、
角周波数ω0 の基本波と共に、2ω0 の第2高調波成分
を出力する。
Next, the operation of the present apparatus having the above configuration will be described. In such a configuration, the YAG laser oscillator 21
The laser light 22 having the angular frequency ω 0 emitted from is incident on the second harmonic generator 23. Then the second harmonic generator 2
3 produces a second harmonic component 2ω 0 of angular frequency ω 0 ,
The second harmonic component of 2ω 0 is output together with the fundamental wave of angular frequency ω 0 .

【0048】第2高調波発生器23から基本波ω0 と共
に出射された発生第2高調波2ω0は、出射光路にある
光ミキシング装置24に入射され、この光ミキシング装
置24を通ることによってミキシングされて、第3高調
波成分3ω0 が発生される。そして、この光ミキシング
装置24で発生された第3高調波成分3ω0 は第2高調
波2ω0 および基本波ω0 と共に出射されてミラー25
へと送られる。
The generated second harmonic wave 2ω 0 emitted from the second harmonic wave generator 23 together with the fundamental wave ω 0 is incident on the optical mixing device 24 in the outgoing optical path and passes through the optical mixing device 24. The third harmonic component 3ω 0 is generated by mixing. Then, the third harmonic component 3ω 0 generated by the optical mixing device 24 is emitted together with the second harmonic 2ω 0 and the fundamental wave ω 0 , and is reflected by the mirror 25.
Sent to.

【0049】この結果、光ミキシング装置24からの出
力光には角周波数ω0 なる基本波と、角周波数が2ω0
の第2高調波、角周波数が3ω0 の第3高調波の三つの
成分のレーザ光が混在することになり、これらはミラー
25に入射されることになる。
As a result, the output light from the optical mixing device 24 has a fundamental wave with an angular frequency of ω 0 and an angular frequency of 2ω 0.
The laser light of the three components of the second harmonic of the above and the third harmonic of the angular frequency of 3ω 0 are mixed, and these are incident on the mirror 25.

【0050】ミラー25は第2高調波2ω0 の成分のみ
を反射させる第1の領域である第2高調波成分反射領域
25aと、第3高調波成分3ω0 の成分のみを反射させ
る第2の領域である第3高調波成分反射領域25bとに
分けてあり、最初は光路中に第3高調波成分反射領域2
5bのみが位置するようにセットしてある。
The mirror 25 reflects the second harmonic component 2ω 0 only, that is, the second harmonic component reflection region 25a, which is the first region, and the third harmonic component 3ω 0 , which reflects only the second component. It is divided into a third harmonic component reflection area 25b, which is a region, and the third harmonic component reflection area 2 is initially provided in the optical path.
It is set so that only 5b is located.

【0051】そのため、光ミキシング装置24からの出
力光はミラー25における3ω0 のみを反射する材料を
コーティングした領域である第3高調波成分反射領域2
5bに入射することになり、角周波数3ω0 の成分の光
のみがこのミラー25によって反射されて偏光プリズム
26に入射されることになる。
Therefore, the output light from the optical mixing device 24 is a third harmonic component reflection region 2 which is a region coated with a material that reflects only 3ω 0 in the mirror 25.
5b, and only the light of the component of angular frequency 3ω 0 is reflected by this mirror 25 and is incident on the polarization prism 26.

【0052】この時、パラメトリック発振はポンプ波P
として角周波数がωp =3ω0 の成分を用いた発振とな
るようにするため、角周波数ωp なるポンプ波は偏光プ
リズム26が反射するタイプの偏光(例えばP偏光)に
なるよう、光ミキシング装置24で調整されている。
At this time, the parametric oscillation is the pump wave P.
In order to oscillate using the component of which the angular frequency is ω p = 3ω 0 , the pump wave having the angular frequency ω p is mixed by light so that the polarization wave of the polarization prism 26 reflects (for example, P polarization). It is adjusted by the device 24.

【0053】この結果、パラメトリック発振のためのポ
ンプ波(角周波数ωp )Pとしては図1の光ミキシング
装置24で発生した第3高調波3ω0 の成分が偏光プリ
ズム26にて反射されてエンドミラー31からグレーテ
ィング29に至る光軸を、非線形光学結晶27側に反射
して当該非線形光学結晶27にポンプ波Pとして入射さ
せる。
As a result, as the pump wave (angular frequency ω p ) P for parametric oscillation, the component of the third harmonic wave 3ω 0 generated in the optical mixing device 24 of FIG. The optical axis from the mirror 31 to the grating 29 is reflected to the side of the nonlinear optical crystal 27 and made incident on the nonlinear optical crystal 27 as a pump wave P.

【0054】そして、このポンプ波Pによりパラメトリ
ック発振が成される。上述したように、パラメトリック
発振を行わせるための入力光を光パラメトリック発振で
はポンプ波(励起用の光)と呼ぶが、そのポンプ波Pの
角周波数をωp で表わす。そして、非線形光学結晶27
に入射されたポンプ波Pは光ミキシング装置24で発生
されたものである。
The pump wave P causes parametric oscillation. As described above, the input light for causing parametric oscillation is called a pump wave (light for excitation) in optical parametric oscillation, and the angular frequency of the pump wave P is represented by ω p . Then, the nonlinear optical crystal 27
The pump wave P incident on is generated by the optical mixing device 24.

【0055】すなわち、角周波数ωp なるポンプ波P
は、偏光プリズム26が反射するタイプの偏光(例えば
P偏光)になるよう、光ミキシング装置24で調整され
ていることから、角周波数ωp (=第3高調波成分3ω
0 )なる成分は偏光プリズム26で反射され、非線形光
学結晶27に入射されることになり、非線形光学結晶2
7では前述の従来法と同様の理由で信号波Sとアイドラ
ー波Iを発生させることになり、エンドミラー31から
グレーティング29に至る光軸を、λ/4板28側に出
射することになる。
That is, the pump wave P having the angular frequency ω p
Is adjusted by the optical mixing device 24 so that the polarized light is polarized by the polarizing prism 26 (for example, P-polarized light), so that the angular frequency ω p (= third harmonic component 3ω)
The component ( 0 ) is reflected by the polarization prism 26 and is incident on the nonlinear optical crystal 27.
7, the signal wave S and the idler wave I are generated for the same reason as in the conventional method described above, and the optical axis from the end mirror 31 to the grating 29 is emitted to the λ / 4 plate 28 side.

【0056】そして、非線形光学結晶27からの発生光
はλ/4板28を透過することにより円偏光となり、上
述した従来法と同様に信号波Sのみがグレーティング2
9とミラー30により、入射と逆方向に反射され、再び
エンドミラー31からグレーティング29に至る光軸を
λ/4板28へと進行し、当該λ/4板28を通過す
る。
The light generated from the nonlinear optical crystal 27 becomes circularly polarized by passing through the λ / 4 plate 28, and only the signal wave S is generated by the grating 2 as in the conventional method described above.
The light is reflected by the mirror 9 and the mirror 30 in the direction opposite to the incident direction, travels again along the optical axis from the end mirror 31 to the grating 29 to the λ / 4 plate 28, and passes through the λ / 4 plate 28.

【0057】λ/4板28を通過した信号波Sは今度は
直線偏光となるが、ポンプ波P(各周波数ωp =3ω
0 )の有する偏光方向に対して直角方向の偏光(例えば
S偏光)になっているため、今度は偏光プリズム26を
透過してエンドミラー31へと至り、当該エンドミラー
31で正反射される。この場合、エンドミラー31は波
長400nm以上の光をすべて反射するような材料をコ
ーティングしてある。
The signal wave S that has passed through the λ / 4 plate 28 becomes linearly polarized light this time, but the pump wave P (each frequency ω p = 3ω)
(0 ) has a polarization (for example, S-polarized light) perpendicular to the polarization direction of ( 0 ), this time, it passes through the polarizing prism 26, reaches the end mirror 31, and is regularly reflected by the end mirror 31. In this case, the end mirror 31 is coated with a material that reflects all light having a wavelength of 400 nm or more.

【0058】そのため、波長400nm以上の成分成分
を有する信号波Sはエンドミラー31で入反射光軸方向
に反射され、この反射された波長400nm以上の成分
を有する信号波Sは再び偏光プリズム26を通過し、非
線形光学結晶27に入射し、従来法と同様に増幅されて
ゆき、レーザ発振を行う。
Therefore, the signal wave S having a component component having a wavelength of 400 nm or more is reflected by the end mirror 31 in the incident / reflecting optical axis direction, and the reflected signal wave S having a component component having a wavelength of 400 nm or more passes through the polarization prism 26 again. After passing through, it enters the nonlinear optical crystal 27, is amplified as in the conventional method, and oscillates.

【0059】すなわち、非線形光学結晶27内では角周
波数ωp なるポンプ波Pは光パラメトリック効果によっ
てポンプ波Pの一部が角周波数ωs なる信号波Sと角周
波数ωi なるアイドラー波I成分に分れ、信号波Sとア
イドラー波Iが非線形光学結晶3内でその進行に伴って
成長してゆく。つまり、角周波数ωp なるポンプ波Pは
非線形光学結晶27内での光パラメトリック効果によっ
てωp =ωs +ωi となり、入射レーザビームが通過し
ている非線形光学結晶27内の各点で角周波数ωs なる
信号波Sと角周波数ωi なるアイドラー波Iが発生し、
その各点で発生した信号波Sとアイドラー波Iがレーザ
光の進行方向に進むことから、上記各点で発生した信号
波Sとアイドラー波Iが積算されて成長(強度が大きく
なる)してゆく。
That is, in the nonlinear optical crystal 27, the pump wave P having the angular frequency ω p is partly converted into the signal wave S having the angular frequency ω s and the idler wave I component having the angular frequency ω i by the optical parametric effect. Then, the signal wave S and the idler wave I grow in the nonlinear optical crystal 3 as they progress. That is, the pump wave P having the angular frequency ω p becomes ω p = ω s + ω i due to the optical parametric effect in the nonlinear optical crystal 27, and the angular frequency at each point in the nonlinear optical crystal 27 through which the incident laser beam passes. A signal wave S of ω s and an idler wave I of angular frequency ω i are generated,
Since the signal wave S and the idler wave I generated at each point travel in the traveling direction of the laser light, the signal wave S and the idler wave I generated at each point are integrated and grow (intensity increases). go.

【0060】これらの光P,S,Iは結晶を出射した
後、出射光路上に設けられたグレーティング(回折格
子)4に入射し、一部が正反射光5としてキャビティか
ら出てゆく。ここで、上記キャビティとは共振器を意味
するものであり、通常2つのミラー間に挟まれた部分
(この部分でレーザ光が共鳴し、レーザ発振する)を指
す。
After these lights P, S, I are emitted from the crystal, they are incident on the grating (diffraction grating) 4 provided on the emission optical path, and part of them are emitted as specular reflection light 5 from the cavity. Here, the cavity means a resonator, and usually indicates a portion sandwiched between two mirrors (laser light resonates at this portion to cause laser oscillation).

【0061】従って、図1の本レーザ装置においては、
ミラー30とエンドミラー31で挟まれた部分を指す。
また、本レーザ装置において、グレーティング29の角
度を変えることにより発振波長を変えられるのは従来法
と同様である。
Therefore, in the laser device of FIG.
It refers to the part sandwiched between the mirror 30 and the end mirror 31.
Further, in the present laser device, the oscillation wavelength can be changed by changing the angle of the grating 29, as in the conventional method.

【0062】信号波Sが710nmに近づくと安定な発
振が出来なくなるので、信号波Sが波長680nm近く
になったならば、ポンプ波Pを第3高調波成分(ωp
3ω0 )のものから第2高調波成分(ωp =2ω0 )の
ものに変更する。
When the signal wave S approaches 710 nm, stable oscillation cannot be performed. Therefore, if the signal wave S has a wavelength near 680 nm, the pump wave P is changed to the third harmonic component (ω p =
0 ) to the second harmonic component (ω p = 2ω 0 ).

【0063】ポンプ波Pを3ω0 から2ω0 に変更する
方法としては、本装置ではまず光ミキシング装置24を
レーザ出射光路から外れた退避位置24′にシフトす
る。すると光ミキシング装置24が光路上に存在しなく
なるので、21からのレーザ光22は第2高調波発生器
23のみを経てミラー25に入射することになり、第3
高調波3ω0 は発生しなくなる。そのため、第2高調波
成分2ω0 と基本波ω0 のみが含まれた第2高調波発生
器23からの出力光のみが、ミラー25に入射されるこ
とになる。
As a method of changing the pump wave P from 3ω 0 to 2ω 0 , in this apparatus, first, the optical mixing device 24 is shifted to the retracted position 24 'out of the laser emission optical path. Then, since the optical mixing device 24 does not exist on the optical path, the laser light 22 from 21 enters the mirror 25 only via the second harmonic generator 23, and the third
The higher harmonic wave 3ω 0 is not generated. Therefore, only the output light from the second harmonic generator 23 containing only the second harmonic component 2ω 0 and the fundamental wave ω 0 is incident on the mirror 25.

【0064】光路上からの光ミキシング装置24の退避
に合わせて、ミラー25をその第2高調波成分反射領域
25aがレーザ光路上の位置に来るようシフトする。す
ると、第2高調波成分2ω0 のみを反射するような材料
をコーティングした第2高調波成分反射領域25aの部
分が、光路上に来るので、第2高調波発生器23からの
出力光のうち、第2高調波成分2ω0 のみが反射されて
偏光プリズム26に入射される。
In accordance with the withdrawal of the optical mixing device 24 from the optical path, the mirror 25 is shifted so that the second harmonic component reflection area 25a thereof is located at the position on the laser optical path. Then, the portion of the second harmonic component reflection region 25a coated with a material that reflects only the second harmonic component 2ω 0 comes on the optical path, and therefore, of the output light from the second harmonic generator 23, , The second harmonic component 2ω 0 is reflected and is incident on the polarization prism 26.

【0065】この場合も、ωp として使用される第2高
調波2ω0 の光の偏光方向は偏光プリズム26が反射す
るタイプの偏光(例えばP偏光)になるよう、予め第2
高調波発生器23で調整してある。
Also in this case, the polarization direction of the light of the second harmonic wave 2ω 0 used as ω p is set to the second type in advance so that the polarization direction of the type reflected by the polarization prism 26 (for example, P polarization).
It is adjusted by the harmonic generator 23.

【0066】従って、第2高調波2ω0 の光は偏光プリ
ズム26に入射されると、偏光プリズム26にて反射さ
れてエンドミラー31からグレーティング29に至る光
軸を、非線形光学結晶27側に反射して当該非線形光学
結晶27にポンプ波Pとして入射させる。
Therefore, when the light of the second harmonic wave 2ω 0 is incident on the polarization prism 26, the optical axis from the end mirror 31 to the grating 29 is reflected by the polarization prism 26 and reflected to the nonlinear optical crystal 27 side. Then, the light is incident on the nonlinear optical crystal 27 as the pump wave P.

【0067】これにより、ポンプ波Pは3ω0 から2ω
0 に変更される。第2高調波2ω0 (=ωp )がポンプ
波Pとして非線形光学結晶27に入射してからの動作は
第3高調波3ω0 (=ωp )の場合と同様である。ただ
し、第2高調波2ω0 がポンプ波Pの場合は不安定領域
は波長1,064nmであるので、波長710nm近傍
は十分に安定して発振することが可能である。信号波S
が波長740nm近傍以上になれば、再度、ポンプ波P
を第3高調波3ω0 に切換える。
As a result, the pump wave P changes from 3ω 0 to 2ω.
It is changed to 0 . The operation after the second harmonic wave 2ω 0 (= ω p ) is incident on the nonlinear optical crystal 27 as the pump wave P is the same as that of the third harmonic wave 3ω 0 (= ω p ). However, when the second harmonic wave 2ω 0 is the pump wave P, the unstable region has a wavelength of 1,064 nm, so that it is possible to oscillate sufficiently stably in the vicinity of the wavelength of 710 nm. Signal wave S
If the wavelength is around 740 nm or more, the pump wave P
To the third harmonic 3ω 0 .

【0068】このようにして、本発明ではキャビティに
偏光プリズムを設け、また、ポンプ波発生装置として、
基本波の周波数の第2高調波および第3高調波を発生す
る装置を設けて、いずれかの高調波を偏光プリズムを介
してキャビティに入射させ、共振させて所望の波長のレ
ーザビームを得るようにしたものであるから、出力波長
の連続可変が可能な固体レーザ発振装置を提供すること
ができる。
As described above, in the present invention, the polarization prism is provided in the cavity, and as the pump wave generator,
A device for generating the second harmonic and the third harmonic of the frequency of the fundamental wave is provided, and any one of the harmonics is made incident on the cavity through the polarization prism and resonated to obtain a laser beam of a desired wavelength. Therefore, it is possible to provide a solid-state laser oscillator capable of continuously varying the output wavelength.

【0069】エンドミラーからポンプ波を入射させる従
来の方式の場合、例えば、ポンプ波の波長が355nm
であれば、キャビティのエンドミラーとしては400n
m以上の光を反射するようになっているため、例えば、
波長532nmの光は入射させることが出来ない。これ
では355nmのポンプ波を利用したグレーティングで
の分光によるレーザ発振周波数の可変しかできないた
め、わずかな波長範囲であるが、正常にレーザ発振しな
くなる領域が生じることが避けられない。すなわち、光
パラメトリック発振では、ポンプ波の波長の半分の長さ
の波長域ではわずかな波長範囲であるが、正常にレーザ
発振しなくなる。そして、これは従来のシステムがエン
ドミラーからポンプ波を入射させる方式であったため、
不要な波長を取り除くようにしたエンドミラー反射特性
のために、他の波長のポンプ波に切り替える構成にはで
きないことに起因した。
In the case of the conventional method in which the pump wave is incident from the end mirror, for example, the wavelength of the pump wave is 355 nm.
Then, 400n as the end mirror of the cavity
Since it is designed to reflect light of m or more, for example,
Light with a wavelength of 532 nm cannot enter. In this case, since the laser oscillation frequency can be varied only by the spectrum using the grating using the pump wave of 355 nm, it is inevitable that a region in which the laser oscillation does not normally occur occurs in a small wavelength range. That is, in the optical parametric oscillation, the laser oscillation does not normally occur although it is a slight wavelength range in the wavelength region half the wavelength of the pump wave. And this is because the conventional system was a method of injecting the pump wave from the end mirror,
This was due to the fact that it was not possible to configure to switch to pump waves of other wavelengths due to the end mirror reflection characteristics designed to remove unnecessary wavelengths.

【0070】そこで、本発明装置ではエンドミラーから
ポンプ波を入射させるのではなく、偏光プリズムを用い
て、これをキャビティの光路に設置し、ポンプ波をこの
偏光プリズムを介してキャビティに導入するようにし
た。この偏光プリズムを用いてポンプ波導入を図るよう
にしたことにより、エンドミラーの特性に影響されるこ
となくキャビティの光路に所望の波長のポンプ波を導入
することが可能になり、従って、ポンプ波として355
nm及び532nmの少なくとも2種類の波長が使用可
能となった。
Therefore, in the device of the present invention, the pump wave is not made incident from the end mirror, but a polarizing prism is used and installed in the optical path of the cavity so that the pump wave is introduced into the cavity through this polarizing prism. I chose By using this polarizing prism to introduce the pump wave, it becomes possible to introduce the pump wave of the desired wavelength into the optical path of the cavity without being affected by the characteristics of the end mirror. As 355
At least two wavelengths, nm and 532 nm, are now available.

【0071】ポンプ波はレーザ光源の出射レーザ光を元
に、高調波を発生させ、所望の次数の高調波を選択して
ポンプ波とし、偏光プリズムに導入させるようにした。
また、ポンプ波の偏光を偏光プリズムが反射する方向
(例えばP偏光)とし、返光プリズムに対して、ある方
向から入射させ、その反射光をキャビティの非線形光学
結晶に入射させることにより2波長、あるいはそれ以上
の波長数のポンプ波を選択的に使用できるようにした。
これにより、ポンプ波の波長による特定範囲での正常に
レーザ発振しなくなる領域をポンプ波選択によりなくす
ことができるようになる。
As the pump wave, a harmonic wave is generated based on the laser light emitted from the laser light source, and a harmonic wave of a desired order is selected to be a pump wave, which is introduced into the polarizing prism.
In addition, the polarization of the pump wave is set to a direction in which the polarizing prism reflects (for example, P-polarized light), the light is incident on the return prism from a certain direction, and the reflected light is incident on the nonlinear optical crystal of the cavity to generate two wavelengths, Alternatively, the pump wave having the number of wavelengths larger than that can be selectively used.
This makes it possible to eliminate a region in the specific range where laser oscillation does not normally occur due to the wavelength of the pump wave, by selecting the pump wave.

【0072】また、特定の偏光の光のみを反射する偏光
プリズムを使用してポンプ波を効率良く反射させること
により、キャビティに導入する構成とし、効率の良いレ
ーザ発振を可能にしたが、逆に偏光プリズムよりキャビ
ティに導入されたポンプ波は、この偏光プリズムを透過
できなくなり、キャビティのエンドミラーとの間での共
振ができなくなる。
Further, the structure in which the pump wave is introduced into the cavity by efficiently reflecting the pump wave by using the polarizing prism which reflects only the light of the specific polarization, enables the efficient laser oscillation. The pump wave introduced into the cavity from the polarizing prism cannot pass through the polarizing prism, and cannot resonate with the end mirror of the cavity.

【0073】そこで、これを解消するために、非線形光
学結晶とグレーティングとの間に、λ/4板を設けるよ
うにした。これにより、非線形光学結晶を出た信号波S
(角周波数ωs )はミラーで反射されて戻って来ると
き、λ/4板を2度通過することになり、そのためにλ
/2位相がずれ、偏光プリズムに対し、S偏光となるの
で、今度は偏光プリズムを通過することができ、レーザ
発振が可能となる。
Therefore, in order to solve this, a λ / 4 plate is provided between the nonlinear optical crystal and the grating. Thereby, the signal wave S exiting the nonlinear optical crystal
When the (angular frequency ω s ) is reflected back by the mirror, it will pass twice through the λ / 4 plate, and therefore λ
Since the phase is shifted by / 2 and becomes S-polarized with respect to the polarizing prism, it can pass through the polarizing prism this time, and laser oscillation becomes possible.

【0074】また、ポンプ波源であるレーザ発振器とし
てYAGレーザ発振器を用い、その高調波、例えば、第
2高調波を第2高調波発生器により発生させ、第3高調
波は第2高調波と基本波をミキシング結晶を用いてミキ
シングすることにより発生させることができるから、第
3高調波によるポンプ波(波長355nm)で可変周波
数発振させていて、710nm近傍の波長を発振させる
場合(この355nmのポンプ波では710nm近傍の
波長で発振が不安定になる)は波長355nmの第3高
調波を、波長532nmの第2高調波に切り替えるべ
く、ミキシング結晶を外して第2高調波を直接結晶に入
射させるようにした。
Further, a YAG laser oscillator is used as a laser oscillator which is a pump wave source, and its harmonic, for example, the second harmonic is generated by the second harmonic generator, and the third harmonic is basically the second harmonic. Waves can be generated by mixing with a mixing crystal. Therefore, when oscillating a variable frequency with a pump wave (wavelength 355 nm) by the third harmonic and oscillating a wavelength near 710 nm (this pump of 355 nm is used). In a wave, the oscillation becomes unstable at a wavelength near 710 nm.) In order to switch the third harmonic having a wavelength of 355 nm to the second harmonic having a wavelength of 532 nm, the mixing crystal is removed and the second harmonic is directly incident on the crystal. I did it.

【0075】710nm近傍の波長を発振させる場合に
は、ミキシング結晶を外して第2高調波を直接結晶に入
射させるようにしたことで、波長の長い532nmの第
2高調波をポンプ波としてキャビティに切り替え入射す
ることができるようになり、この波長の切り替え導入に
より、710nm近傍の波長での発振をも安定的に行え
るようにした(532nmのポンプ波の場合、不安定領
域は1064nmとなるので、これによれば、710n
m近傍は安定して発振させることが可能となる)。
When oscillating a wavelength near 710 nm, by removing the mixing crystal and directly injecting the second harmonic into the crystal, the second harmonic with a long wavelength of 532 nm is pumped to the cavity. It becomes possible to switch and inject, and by introducing this wavelength switching, it is possible to stably oscillate at a wavelength near 710 nm (in the case of a pump wave of 532 nm, the unstable region becomes 1064 nm, According to this, 710n
It is possible to oscillate stably near m).

【0076】(第2実施例)上記第1実施例では、ポン
プ波の波長を切り替えるために、光路に対して進退操作
できる光ミキシング装置24を設けるようにし、光源か
らの基本波を第2高調波発生器23に通すことにより、
基本波から第2高調波を発生させて基本波と第2高調波
を得、この基本波と第2高調波を光ミキシング装置24
を通すことで光ミキシング装置24ではこれよりさらに
第3高調波を発生させるようにし、ポンプ波の波長を切
り替えるには、光路に対する光ミキシング装置24を進
退操作し、これによりポンプ波として第2高調波若しく
は第3高調波のいずれかを使用を切り替えて使用できる
ようにしたものであるが、第2高調波や第3高調波を発
生する装置を使用せずとも、図6のような構成とするこ
とでポンプ波の波長切り替えを行うことができる。
(Second Embodiment) In the first embodiment, in order to switch the wavelength of the pump wave, an optical mixing device 24 capable of advancing and retreating with respect to the optical path is provided, and the fundamental wave from the light source is changed to the second harmonic. By passing it through the wave generator 23,
A second harmonic is generated from the fundamental wave to obtain a fundamental wave and a second harmonic, and the fundamental wave and the second harmonic are mixed by the optical mixing device 24.
The third harmonic is further generated in the optical mixing device 24 by passing the light through the optical mixing device 24, and in order to switch the wavelength of the pump wave, the optical mixing device 24 is moved forward and backward with respect to the optical path, whereby the second harmonic is generated as the pump wave. The use of either the wave or the third harmonic can be switched and used. However, even if the device for generating the second harmonic or the third harmonic is not used, the configuration as shown in FIG. By doing so, the wavelength of the pump wave can be switched.

【0077】すなわち、図6は本発明の第2実施例を示
すものであり、図1の構成におけるミラー25からの偏
光プリズム26に至る構成要素を変更したものである。
図6ではレーザ光源として発振周波数の互いに異なるレ
ーザ発振器21a,21bを用意し、これら各レーザ発
振器21a,21bからの発振レーザ光を、ミラー30
とエンドミラー31で挟まれたキャビティ(共振器)部
分に入射させるために、エンドミラー31の入反射光軸
に第1および第2の偏光プリズム26aおよび26bを
設ける。
That is, FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, in which the components from the mirror 25 to the polarization prism 26 in the configuration of FIG. 1 are changed.
In FIG. 6, laser oscillators 21a and 21b having different oscillation frequencies are prepared as laser light sources, and the oscillated laser light from each of the laser oscillators 21a and 21b is reflected by the mirror 30.
First and second polarization prisms 26a and 26b are provided on the incident / reflecting optical axis of the end mirror 31 so that the light enters the cavity (resonator) portion sandwiched by the end mirror 31.

【0078】そして、レーザ発振器21aの出射レーザ
光路にλ/4板28aを設け、当該出射レーザ光はこの
λ/4板28aを介して第1の偏光プリズム26aに入
射させ、キャビティへと導入する構成である。また、レ
ーザ発振器21bの出射レーザ光路にも別のλ/4板2
8bを設け、当該出射レーザ光をこのλ/4板28bを
介して第2の偏光プリズム26bに入射させ、キャビテ
ィへと導入する構成とする。
Then, a λ / 4 plate 28a is provided in the outgoing laser optical path of the laser oscillator 21a, and the outgoing laser light is made incident on the first polarizing prism 26a via the λ / 4 plate 28a and introduced into the cavity. It is a composition. Further, another λ / 4 plate 2 is also provided in the optical path of the laser beam emitted from the laser oscillator 21b.
8b is provided, and the emitted laser light is made incident on the second polarizing prism 26b through the λ / 4 plate 28b and introduced into the cavity.

【0079】このような構成において、キャビティ部分
での光パラメトリック発振作用は基本的には図1で説明
した第1実施例のものと変わりはない。異なるのはポン
プ波のキャビティ部分への供給系と、ポンプ波の波長切
り替えである。
In such a structure, the optical parametric oscillation action in the cavity portion is basically the same as that of the first embodiment described with reference to FIG. The differences are the supply system of the pump wave to the cavity and the wavelength switching of the pump wave.

【0080】この実施例では、レーザ発振器は21aと
21bが設けてあり、それぞれ波長が異なる。従って、
ポンプ波として必要な方のレーザ発振器を発振させて偏
光プリズムに入射させ、キャビティ部分にポンプ波とし
て供給する。レーザ発振器21a(または21b)から
は直線偏光した光を発生させるものとすると、レーザ発
振器21a(または21b)に対応するλ/4板28a
(または28b)により、円偏光されてから、対応する
偏光プリズム26a(または26b)に入射される。そ
して、この偏光プリズム26a(または26b)により
反射されてキャビティ部分にポンプ波として供給され
る。
In this embodiment, the laser oscillator is provided with 21a and 21b, which have different wavelengths. Therefore,
The laser oscillator required as a pump wave is oscillated and made incident on the polarization prism, and is supplied to the cavity portion as a pump wave. Assuming that linearly polarized light is generated from the laser oscillator 21a (or 21b), the λ / 4 plate 28a corresponding to the laser oscillator 21a (or 21b) is used.
The light is circularly polarized by (or 28b) and then enters the corresponding polarization prism 26a (or 26b). Then, the light is reflected by the polarization prism 26a (or 26b) and is supplied to the cavity portion as a pump wave.

【0081】このような構成によれば、第2高調波発生
器23、光ミキシング装置24、ミラー25を設けずと
も、ポンプ波の波長を切り替えることができる。なお、
本発明は上述した実施例に限定することなく、その要旨
を変更しない範囲内で適宜変形して実施し得るものであ
り、例えば、上記実施例ではレーザ発振器としてYAG
レーザ発振器を用いる例を示したが、これは他のレーザ
発振器であっても差支えない。また、上記実施例ではポ
ンプ波の波長を2波としたが、必要に応じてそれ以上と
することもできる。
With such a configuration, the wavelength of the pump wave can be switched without providing the second harmonic generator 23, the optical mixing device 24, and the mirror 25. In addition,
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and carried out within the scope not changing the gist thereof. For example, in the above-described embodiments, a YAG laser oscillator is used.
An example using a laser oscillator is shown, but this may be another laser oscillator. Further, in the above-mentioned embodiment, the wavelength of the pump wave is two waves, but it can be set to more wavelengths if necessary.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
2波長、例えばYAGレーザの第2高調波(355n
m)及び第3高調波をポンプ波として使用することによ
り、410nm〜2,000nmのすべての領域で発振
可能となり、分光計測等においてもれなく成分分析が可
能となる。そして、分光計測では波長の連続性が大事で
あるので、710nm近傍の±25nm程度とわずかな
領域であっても発振できない領域があれば重大な欠陥と
なるが、本発明ではキャビティに偏光プリズムを設け、
また、ポンプ波発生装置として、波長の異なる複数のポ
ンプ波を発生する構成を用いて、ポンプ波を選択して偏
光プリズムに入射させることで、所望の波長のポンプ波
をこの偏光プリズムを介してキャビティに入射できるよ
うになり、また、このポンプ波でパラメトリック共振さ
せて所望の波長のレーザビームを得るようにしたから、
出力波長の連続可変が可能な固体レーザ発振装置を提供
することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Two wavelengths, eg the second harmonic of a YAG laser (355n
By using m) and the third harmonic as a pump wave, it becomes possible to oscillate in the entire range of 410 nm to 2,000 nm, and component analysis can be performed without exception in spectroscopic measurement and the like. Since wavelength continuity is important in spectroscopic measurement, if there is a region where oscillation is not possible even in a small region of about ± 25 nm in the vicinity of 710 nm, it is a serious defect. Provided,
Further, as a pump wave generator, a configuration for generating a plurality of pump waves having different wavelengths is used, and by selecting the pump wave and making it enter the polarizing prism, a pump wave having a desired wavelength is transmitted through this polarizing prism. It becomes possible to enter into the cavity, and it is possible to obtain a laser beam of a desired wavelength by parametric resonance with this pump wave,
It is possible to provide a solid-state laser oscillator capable of continuously varying the output wavelength.

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

【図1】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の第1実施例に係る装置の概略的構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
The figure which shows the schematic structure of the apparatus which concerns on 1st Example of this invention.

【図2】本発明を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention.

【図3】本発明を説明するための図。FIG. 3 is a diagram for explaining the present invention.

【図4】本発明を説明するための図。FIG. 4 is a diagram for explaining the present invention.

【図5】本発明を説明するための図。FIG. 5 is a diagram for explaining the present invention.

【図6】本発明の実施例を説明するための図であって、
本発明の第2実施例に係る装置の要部概略的構成を示す
図。
FIG. 6 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention,
The figure which shows the schematic structure of the principal part of the apparatus which concerns on 2nd Example of this invention.

【図7】従来装置の構成例を説明するための概略的構成
を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration for explaining a configuration example of a conventional device.

【図8】エンドミラーの反射率特性を示す図。FIG. 8 is a diagram showing reflectance characteristics of an end mirror.

【図9】従来法による光パラメトリック発振出力の波長
依存性を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing wavelength dependence of optical parametric oscillation output by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21…YAGレーザ発振器 21a,21b…レーザ発振器 23…第2高調波発生器 24…光ミキシング装置 25…ミラー 26,26a,26b…偏光プリズム 27…非線形光学結晶 28,28a,28b…λ/4板 29…グレーティング 30…ミラー 31…エンドミラー。 21 ... YAG laser oscillator 21a, 21b ... Laser oscillator 23 ... Second harmonic generator 24 ... Optical mixing device 25 ... Mirror 26, 26a, 26b ... Polarizing prism 27 ... Nonlinear optical crystal 28, 28a, 28b ... λ / 4 plate 29 ... Grating 30 ... Mirror 31 ... End mirror.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定周波数範囲の光のみを反射させるエ
ンドミラーと、 このエンドミラーの入反射光軸上に配され、供給される
ポンプ光からパラメトリック光を発生させる非線形光学
結晶と、 この非線形光学結晶から出射された光を分光する当該出
射光の光軸に対する角度調整可能なグレーティングと、 このグレーティングで分光された特定の光を当該グレー
ティングに向けて全反射する角度に配置した全反射ミラ
ーと、 前記エンドミラーと非線形光学結晶との間に配され、円
偏光されたポンプ波を反射させて上記非線形光学結晶に
入射させる偏光プリズムと、 前記グレーティングと非線形光学結晶との間に配され、
直線偏光を円偏光にし、また円偏光を直線偏光にする変
換部材と、 基本光を発生するレーザ発振手段からの基本光より、所
望次数の高調波を発生して前記偏光プリズムの反射する
偏光特性のポンプ波として偏光プリズムに供給する次数
選択可能なポンプ波供給手段と、 を具備することを特徴とする波長可変レーザ発振装置。
1. An end mirror for reflecting only light in a predetermined frequency range, a non-linear optical crystal arranged on the incident / reflecting optical axis of the end mirror to generate parametric light from supplied pump light, and this non-linear optical An angle-adjustable grating with respect to the optical axis of the emitted light that disperses the light emitted from the crystal, and a total reflection mirror that is arranged at an angle that totally reflects the specific light dispersed by the grating toward the grating, A polarizing prism disposed between the end mirror and the nonlinear optical crystal, which reflects a circularly polarized pump wave to enter the nonlinear optical crystal, and is disposed between the grating and the nonlinear optical crystal,
Polarization characteristics that generate a harmonic of a desired order from the conversion member that converts linearly polarized light into circularly polarized light and that converts circularly polarized light into linearly polarized light and the fundamental light from the laser oscillating unit that generates the fundamental light, and that is reflected by the polarizing prism. A tunable laser oscillation device comprising: a pump wave supply unit capable of selecting an order for supplying the pump wave as a pump wave to the polarization prism.
【請求項2】 ポンプ波供給手段は、レーザ発振手段の
発振する基本光を受けて第2高調波を発生して出力する
第1の高調波発生手段と、この第1の高調波発生手段の
出力を受けて第3高調波を発生する第2の高調波発生手
段とを用い、これら第1または第2の高調波発生手段の
出力を選択してポンプ波として出力する構成とすること
を特徴とする請求項1記載の波長可変レーザ発振装置。
2. The pump wave supply means includes a first harmonic generation means for receiving the fundamental light oscillated by the laser oscillation means and generating and outputting a second harmonic, and the first harmonic generation means. Second harmonic generation means for receiving an output and generating a third harmonic is used, and the output of the first or second harmonic generation means is selected and output as a pump wave. The tunable laser oscillation device according to claim 1.
【請求項3】 所定周波数範囲の光のみを反射させるエ
ンドミラーと、 このエンドミラーの入反射光軸上に配され、供給される
ポンプ波からパラメトリック光を発生させる非線形光学
結晶と、 この非線形光学結晶から出射された光を分光する当該出
射光の光軸に対する角度調整可能なグレーティングと、 このグレーティングで分光された特定の光を当該グレー
ティングに向けて全反射する角度に配置した全反射ミラ
ーと、 前記エンドミラーと非線形光学結晶との間に配され、円
偏光されたポンプ波を反射させて上記非線形光学結晶に
入射させる偏光プリズムと、 それぞれ選択的に励振駆動制御が可能であり、それぞれ
異なる周波数の基本光を発生する複数のレーザ発振手段
と、 このレーザ発振手段対応に設けられ、発振する各基本光
を前記偏光プリズムの反射する偏光特性のポンプ波に変
換して偏光プリズムに与える偏光手段と、 より構成することを特徴とする波長可変レーザ発振装
置。
3. An end mirror that reflects only light in a predetermined frequency range, a non-linear optical crystal that is arranged on the incident / reflected optical axis of the end mirror, and that generates parametric light from a pump wave supplied, and the non-linear optics. An angle-adjustable grating with respect to the optical axis of the emitted light that disperses the light emitted from the crystal, and a total reflection mirror that is arranged at an angle that totally reflects the specific light dispersed by the grating toward the grating, A polarizing prism that is arranged between the end mirror and the nonlinear optical crystal, reflects the circularly polarized pump wave, and makes it enter the nonlinear optical crystal, and excitation drive control can be selectively performed on each of them. A plurality of laser oscillating means for generating the basic light of the A wavelength tunable laser oscillating device comprising: a polarizing means for converting into a pump wave having a polarization characteristic reflected by a polarizing prism and giving it to the polarizing prism.
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