JPH07244309A - レーザー発振器 - Google Patents
レーザー発振器Info
- Publication number
- JPH07244309A JPH07244309A JP6058361A JP5836194A JPH07244309A JP H07244309 A JPH07244309 A JP H07244309A JP 6058361 A JP6058361 A JP 6058361A JP 5836194 A JP5836194 A JP 5836194A JP H07244309 A JPH07244309 A JP H07244309A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- laser
- lithium niobate
- ions
- scandium
- 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
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３価のネオジムイオンを用いた固体レーザー
から得られるレーザー光を非線形結晶によって可視の第
２高調波を発生する際に、位相整合温度が室温付近で行
なえ、また非線形結晶の光損傷特性にも優れたレーザー
発振器を提供する。 【構成】 ３価のネオジムイオンを用いた固体レーザー
から得られる波長１．０〜１．１μｍのレーザー光を非
線形結晶によって位相整合し第２高調波を発生するレー
ザー発振器において、該非線形結晶がスカンジウムイオ
ンを０．４〜２．０重量％含むニオブ酸リチウム結晶で
あることを特徴とするレーザー発振器。
から得られるレーザー光を非線形結晶によって可視の第
２高調波を発生する際に、位相整合温度が室温付近で行
なえ、また非線形結晶の光損傷特性にも優れたレーザー
発振器を提供する。 【構成】 ３価のネオジムイオンを用いた固体レーザー
から得られる波長１．０〜１．１μｍのレーザー光を非
線形結晶によって位相整合し第２高調波を発生するレー
ザー発振器において、該非線形結晶がスカンジウムイオ
ンを０．４〜２．０重量％含むニオブ酸リチウム結晶で
あることを特徴とするレーザー発振器。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザー発振器に関し、
特に３価のネオジム（Ｎｄ）イオンを発光イオンに用い
た固体レーザーからのレーザー光を非線形結晶によって
第２高調波を発生するレーザー発振器に関する。
特に３価のネオジム（Ｎｄ）イオンを発光イオンに用い
た固体レーザーからのレーザー光を非線形結晶によって
第２高調波を発生するレーザー発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体レーザーは、小型で大出力が得ら
れ、かつ保守が容易であるため工業的に多量に用いられ
ている。可視領域でこのレーザー光を利用する場合、固
体媒質の光に対する非線形を利用した変換がよく用いら
れる。このうち光の振動数を２倍にする変換は第２高調
波発生と呼ばれる。例えば３価のネオジム（Ｎｄ）イオ
ンを用いた固体レーザーから得られる波長１．０６μｍ
の近赤外光を、非線形結晶を用いると可視の０．５３μ
ｍの緑色光に変換できる。この変換は、近年光磁気記録
の読み取り光源用途に応用が期待されている。
れ、かつ保守が容易であるため工業的に多量に用いられ
ている。可視領域でこのレーザー光を利用する場合、固
体媒質の光に対する非線形を利用した変換がよく用いら
れる。このうち光の振動数を２倍にする変換は第２高調
波発生と呼ばれる。例えば３価のネオジム（Ｎｄ）イオ
ンを用いた固体レーザーから得られる波長１．０６μｍ
の近赤外光を、非線形結晶を用いると可視の０．５３μ
ｍの緑色光に変換できる。この変換は、近年光磁気記録
の読み取り光源用途に応用が期待されている。
【０００３】ここで用いられる非線形結晶は、変換性能
が媒質により異なり非線形光学定数（ｄ）が大きく、室
温付近で高調波発生が可能なものが利用される。上述の
１．０６μｍの近赤外光変換では、例えばチタンリン酸
カリウム（ＫＴｉＯＰＯ4：ＫＴＰ）がよく用いられて
いる。
が媒質により異なり非線形光学定数（ｄ）が大きく、室
温付近で高調波発生が可能なものが利用される。上述の
１．０６μｍの近赤外光変換では、例えばチタンリン酸
カリウム（ＫＴｉＯＰＯ4：ＫＴＰ）がよく用いられて
いる。
【０００４】ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）結晶は
前記チタンリン酸カリウムより大きな非線形光学定数
（ｄ）を持ち、また工業的にも安価で良質な結晶が製造
されているため有望な非線形材料である。ところが１．
０６μｍの第２高調波発生の位相整合温度が室温以下で
ある上、可視領域のレーザー光により容易に屈折率、特
に異常光屈折率の変化が誘起されてしまい高調波発生が
困難となる、いわゆる光損傷現象が発生し、工業的に用
いることができない。
前記チタンリン酸カリウムより大きな非線形光学定数
（ｄ）を持ち、また工業的にも安価で良質な結晶が製造
されているため有望な非線形材料である。ところが１．
０６μｍの第２高調波発生の位相整合温度が室温以下で
ある上、可視領域のレーザー光により容易に屈折率、特
に異常光屈折率の変化が誘起されてしまい高調波発生が
困難となる、いわゆる光損傷現象が発生し、工業的に用
いることができない。
【０００５】このためニオブ酸リチウム に２価の不純
物イオンをドーピングし光損傷特性の向上が図られてい
る。例えばマグネシウムイオンを用いることが提案され
ている（文献：Ｄ．Ａ．Ｂｒｙａｎ ｅｔ ａｌ．，Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ４４（１９８４）８
４７）。このマグネシウムイオンは、かなり多量にドー
ピングが可能であり、また光損傷特性も大幅に向上する
とされている。しかし１．０６μｍの近赤外光の第２高
調波発生には、位相整合温度が光損傷に効果的なマグネ
シウムイオン濃度範囲、例えば５モル％で１００℃を超
えるため（Ｗ．Ｍ．Ｙｏｕｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６９（１９９１）７３７２）、コン
パクトな緑色光の発生には、結晶の温度制御装置が大型
化し、また周囲の電子機器を加熱することになり好まし
くない。
物イオンをドーピングし光損傷特性の向上が図られてい
る。例えばマグネシウムイオンを用いることが提案され
ている（文献：Ｄ．Ａ．Ｂｒｙａｎ ｅｔ ａｌ．，Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ． ４４（１９８４）８
４７）。このマグネシウムイオンは、かなり多量にドー
ピングが可能であり、また光損傷特性も大幅に向上する
とされている。しかし１．０６μｍの近赤外光の第２高
調波発生には、位相整合温度が光損傷に効果的なマグネ
シウムイオン濃度範囲、例えば５モル％で１００℃を超
えるため（Ｗ．Ｍ．Ｙｏｕｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６９（１９９１）７３７２）、コン
パクトな緑色光の発生には、結晶の温度制御装置が大型
化し、また周囲の電子機器を加熱することになり好まし
くない。
【０００６】また角度調整による整合も可能であるが、
入力光と出力光のビーム軌跡が異なってしまう、いわゆ
るウォークオフ（ｗａｌｋ−ｏｆｆ）現象が発生し
（Ｊ．Ｌ．Ｎｉｇｈｎｇａｌｅ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏ
ｃ．ＳＰＩＥ．６８１（１９８６）２０）、０．５３μ
ｍの緑色光の変換効率が低下するため、このようなマグ
ネシウムイオンをドープしたニオブ酸リチウムでは好ま
しくない。
入力光と出力光のビーム軌跡が異なってしまう、いわゆ
るウォークオフ（ｗａｌｋ−ｏｆｆ）現象が発生し
（Ｊ．Ｌ．Ｎｉｇｈｎｇａｌｅ ｅｔ ａｌ．，Ｐｒｏ
ｃ．ＳＰＩＥ．６８１（１９８６）２０）、０．５３μ
ｍの緑色光の変換効率が低下するため、このようなマグ
ネシウムイオンをドープしたニオブ酸リチウムでは好ま
しくない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、３価
のネオジムイオンを用いた固体レーザーから得られるレ
ーザー光を非線形結晶によって可視の第２高調波を発生
する際に、位相整合温度が室温付近で行なえ、また非線
形結晶の光損傷特性にも優れたニオブ酸リチウムを用い
たレーザー発振器を提供することを目的とする。
のネオジムイオンを用いた固体レーザーから得られるレ
ーザー光を非線形結晶によって可視の第２高調波を発生
する際に、位相整合温度が室温付近で行なえ、また非線
形結晶の光損傷特性にも優れたニオブ酸リチウムを用い
たレーザー発振器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の上記
目的は、非線形結晶であるニオブ酸リチウム結晶に、一
定量のスカンジウムイオンをドーピングすることにより
達成される。
目的は、非線形結晶であるニオブ酸リチウム結晶に、一
定量のスカンジウムイオンをドーピングすることにより
達成される。
【０００９】すなわち、本発明は、３価のネオジムイオ
ンを用いた固体レーザーから得られる波長１．０〜１．
１μｍのレーザー光を非線形結晶によって位相整合し第
２高調波を発生するレーザー発振器において、該非線形
結晶がスカンジウムを０．４〜２．０重量％含むニオブ
酸リチウム結晶であることを特徴とするレーザー発振器
にある。
ンを用いた固体レーザーから得られる波長１．０〜１．
１μｍのレーザー光を非線形結晶によって位相整合し第
２高調波を発生するレーザー発振器において、該非線形
結晶がスカンジウムを０．４〜２．０重量％含むニオブ
酸リチウム結晶であることを特徴とするレーザー発振器
にある。
【００１０】以下、本発明を図面に基づいて具体的に説
明する。図１（ａ）〜（ｂ）は本発明のレーザー発振器
の一例を示す概略図である。同図において、１は３価の
ネオジムイオンを用いた固体レーザー、２はミラー、３
は非線形結晶、４はミラー、５は半導体レーザー、６は
ネオジムを用いた発振材料（結晶）をそれぞれ示す。
明する。図１（ａ）〜（ｂ）は本発明のレーザー発振器
の一例を示す概略図である。同図において、１は３価の
ネオジムイオンを用いた固体レーザー、２はミラー、３
は非線形結晶、４はミラー、５は半導体レーザー、６は
ネオジムを用いた発振材料（結晶）をそれぞれ示す。
【００１１】図１（ａ）において、３価のネオジムイオ
ンを用いた固体レーザー１から１．０〜１．１μｍ、例
えば１．０６μｍのレーザー光（近赤外光）が得られ
る。この３価のネオジムイオンを用いた固体レーザーと
しては、Ｎｄ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）、Ｎｄ：ＹＶＯ
4（ＹＶＯ）等が使用される。
ンを用いた固体レーザー１から１．０〜１．１μｍ、例
えば１．０６μｍのレーザー光（近赤外光）が得られ
る。この３価のネオジムイオンを用いた固体レーザーと
しては、Ｎｄ：Ｙ3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）、Ｎｄ：ＹＶＯ
4（ＹＶＯ）等が使用される。
【００１２】このレーザー光は、ミラー２を経て、非線
形結晶３に導かれる。このミラー２は０．５３μｍのレ
ーザー光を全反射するものである。本発明では、非線形
結晶として、スカンジウムイオンがドープされたニオブ
酸リチウム結晶を用いる。スカンジウムイオンの含有濃
度は、０．４〜２．０重量％である。さらに動作温度と
しては周辺のシリコン製の電子機器に悪影響を及ぼさな
いためには好ましくは５５℃以下、さらに好ましくは４
０℃以下が望ましく、このために適当な濃度範囲は固体
レーザーの基本波の波長によって変化するが、基本波が
１．０６４μｍの場合は０．７〜１．０重量％である。
また基本波が１．０９μｍの場合は１．０〜１．５重量
％である。スカンジウムの濃度が２．０重量％を超える
と良質な結晶が製造できず好ましくない。
形結晶３に導かれる。このミラー２は０．５３μｍのレ
ーザー光を全反射するものである。本発明では、非線形
結晶として、スカンジウムイオンがドープされたニオブ
酸リチウム結晶を用いる。スカンジウムイオンの含有濃
度は、０．４〜２．０重量％である。さらに動作温度と
しては周辺のシリコン製の電子機器に悪影響を及ぼさな
いためには好ましくは５５℃以下、さらに好ましくは４
０℃以下が望ましく、このために適当な濃度範囲は固体
レーザーの基本波の波長によって変化するが、基本波が
１．０６４μｍの場合は０．７〜１．０重量％である。
また基本波が１．０９μｍの場合は１．０〜１．５重量
％である。スカンジウムの濃度が２．０重量％を超える
と良質な結晶が製造できず好ましくない。
【００１３】このようにスカンジウムイオンをドープし
たニオブ酸リチウムを得るには、炭酸リチウム、五酸化
二ニオブといったニオブ酸リチウム結晶の原料と酸化ス
カンジウムの所定量を混合し、圧粉体に成形し、チョク
ラルスキー法等の引き上げ法、フローティングゾーン
法、ブリッジマン法あるいは液相エピタキシー法等を用
いてスカンジウムイオンをドープしたニオブ酸リチウム
結晶を得る。これらの方法の中でチョクラルスキー法が
最も好適に利用できる。
たニオブ酸リチウムを得るには、炭酸リチウム、五酸化
二ニオブといったニオブ酸リチウム結晶の原料と酸化ス
カンジウムの所定量を混合し、圧粉体に成形し、チョク
ラルスキー法等の引き上げ法、フローティングゾーン
法、ブリッジマン法あるいは液相エピタキシー法等を用
いてスカンジウムイオンをドープしたニオブ酸リチウム
結晶を得る。これらの方法の中でチョクラルスキー法が
最も好適に利用できる。
【００１４】また、スカンジウムイオンをドープしてい
ないニオブ酸リチウム単結晶の表面に、酸化スカンジウ
ムをイオンプランテーションもしくはスパッタリング法
等により添加し、熱処理等の拡散プロセスによりスカン
ジウムイオンをドープしてもよい。この方法は、スカン
ジウムが著しく高価な元素であること、光素子を製造す
る際に局所的にドープすることを考慮すると好ましい方
法である。
ないニオブ酸リチウム単結晶の表面に、酸化スカンジウ
ムをイオンプランテーションもしくはスパッタリング法
等により添加し、熱処理等の拡散プロセスによりスカン
ジウムイオンをドープしてもよい。この方法は、スカン
ジウムが著しく高価な元素であること、光素子を製造す
る際に局所的にドープすることを考慮すると好ましい方
法である。
【００１５】このように、レーザー光は、非線形結晶３
で位相整合され、例えば０．５３μｍの第２高調波を発
生する。
で位相整合され、例えば０．５３μｍの第２高調波を発
生する。
【００１６】この第２高調波である０．５３μｍの緑色
光を含む光は、ミラー４にて分光される。すなわち、
１．０６μｍのレーザー光はミラー４で反射され、０．
５３μｍの緑色光はミラー４を部分透過する。
光を含む光は、ミラー４にて分光される。すなわち、
１．０６μｍのレーザー光はミラー４で反射され、０．
５３μｍの緑色光はミラー４を部分透過する。
【００１７】次に、図２（ｂ）においては、半導体レー
ザー５により０．８μｍのレーザー光が発振され、この
レーザー光はミラー２を経てネオジムを用いた発振材料
（結晶）６に導かれる。このミラー２は０．５３μｍと
１．０６μｍの光を全反射するものである。このネオジ
ムを用いた発振材料（結晶）６において、０．８μｍの
レーザー光の一部は１．０６μｍのレーザー光となる。
ネオジムを用いた発振材料（結晶）としては、Ｎｄ：Ｙ
3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）、Ｎｄ：ＹＶＯ4（ＹＶＯ）、Ｎ
ｄ：ＹＬｉＦ4、Ｎｄ：ガラス等が使用される。
ザー５により０．８μｍのレーザー光が発振され、この
レーザー光はミラー２を経てネオジムを用いた発振材料
（結晶）６に導かれる。このミラー２は０．５３μｍと
１．０６μｍの光を全反射するものである。このネオジ
ムを用いた発振材料（結晶）６において、０．８μｍの
レーザー光の一部は１．０６μｍのレーザー光となる。
ネオジムを用いた発振材料（結晶）としては、Ｎｄ：Ｙ
3Ａｌ5Ｏ12（ＹＡＧ）、Ｎｄ：ＹＶＯ4（ＹＶＯ）、Ｎ
ｄ：ＹＬｉＦ4、Ｎｄ：ガラス等が使用される。
【００１８】次いで、このネオジムを用いた発振材料
（結晶）６を透過したレーザー光は、非線形結晶３で位
相整合され、例えば０．５３μｍの第２高調波を発生す
る。ここに用いられる非線形結晶は、上述したようにス
カンジウムイオンがドープされたニオブ酸リチウム結晶
である。
（結晶）６を透過したレーザー光は、非線形結晶３で位
相整合され、例えば０．５３μｍの第２高調波を発生す
る。ここに用いられる非線形結晶は、上述したようにス
カンジウムイオンがドープされたニオブ酸リチウム結晶
である。
【００１９】この第２高調波である０．５３μｍの緑色
光を含む光は、ミラー４にて分光される。すなわち、
０．８μｍおよび１．０６μｍのレーザー光はミラー４
で反射され、０．５３μｍの緑色光はミラー４を部分透
過する。
光を含む光は、ミラー４にて分光される。すなわち、
０．８μｍおよび１．０６μｍのレーザー光はミラー４
で反射され、０．５３μｍの緑色光はミラー４を部分透
過する。
【００２０】このように、従来、１．０６μｍのレーザ
ー光の位相整合温度がアンドープニオブ酸リチウム結晶
では室温以下、また光損傷特性に優れるといわれるマグ
ネシウムイオンドープ結晶では５モル％添加のもので１
２０℃であると報告されているのに比べ、スカンジウム
イオンを上記の範囲でドープしたニオブ酸リチウム結晶
は、ペルチエ素子等により容易に制御が可能な室温付近
で位相整合が可能である。さらにこの温度が大きなスカ
ンジウムイオン濃度依存性を持ち、濃度を制御した結晶
を製造することにより位相整合の所望温度に合致した素
子の製造が可能である。さらに、この結晶は光損傷特性
に優れる。
ー光の位相整合温度がアンドープニオブ酸リチウム結晶
では室温以下、また光損傷特性に優れるといわれるマグ
ネシウムイオンドープ結晶では５モル％添加のもので１
２０℃であると報告されているのに比べ、スカンジウム
イオンを上記の範囲でドープしたニオブ酸リチウム結晶
は、ペルチエ素子等により容易に制御が可能な室温付近
で位相整合が可能である。さらにこの温度が大きなスカ
ンジウムイオン濃度依存性を持ち、濃度を制御した結晶
を製造することにより位相整合の所望温度に合致した素
子の製造が可能である。さらに、この結晶は光損傷特性
に優れる。
【００２１】スカンジウムをドープしたニオブ酸リチウ
ム結晶については既に本発明者等により光損傷特性に最
も優れることが報告されている（文献：Ｊ．Ｋ．Ｙａｍ
ａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ，４１（１９９２）２１５６）。しかし、スカ
ンジウムイオンをドープしたニオブ酸リチウム結晶の非
線形性能、および１．０６μｍの位相整合温度特性につ
いては全く知られていなかった。本発明は光損傷特性に
ついて優れた性能を有するスカンジウムイオンをドープ
したしたニオブ酸リチウム結晶につき、詳細な検討を加
えた結果、本発明に至ったものである。
ム結晶については既に本発明者等により光損傷特性に最
も優れることが報告されている（文献：Ｊ．Ｋ．Ｙａｍ
ａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．
Ｌｅｔｔ，４１（１９９２）２１５６）。しかし、スカ
ンジウムイオンをドープしたニオブ酸リチウム結晶の非
線形性能、および１．０６μｍの位相整合温度特性につ
いては全く知られていなかった。本発明は光損傷特性に
ついて優れた性能を有するスカンジウムイオンをドープ
したしたニオブ酸リチウム結晶につき、詳細な検討を加
えた結果、本発明に至ったものである。
【００２２】
【実施例】以下、実施例等に基づき本発明の詳細を説明
する。
する。
【００２３】実施例１ スカンジウムイオンを含むニオブ酸リチウム結晶を育成
した。原料は炭酸リチウム（ＬｉＣＯ3）、五酸化ニオ
ブ（Ｎｂ2Ｏ5）、および酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）
を用いた。それぞれの灼熱原料分を計算の上で育成し
た。結晶育成は、高調波加熱型チョクラルスキー法によ
り行った。育成方向はいずれもＣ軸で、結晶はいずれも
クラックやサブグレインのない大きさ２０φ×６０Ｌｍ
ｍのもので、結晶は透明感が強かった。炭酸リチウムと
五酸化ニオブの比率は０．９７（モル比）とした。育成
された結晶にはスカンジウム０．５重量％含まれてい
た。
した。原料は炭酸リチウム（ＬｉＣＯ3）、五酸化ニオ
ブ（Ｎｂ2Ｏ5）、および酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）
を用いた。それぞれの灼熱原料分を計算の上で育成し
た。結晶育成は、高調波加熱型チョクラルスキー法によ
り行った。育成方向はいずれもＣ軸で、結晶はいずれも
クラックやサブグレインのない大きさ２０φ×６０Ｌｍ
ｍのもので、結晶は透明感が強かった。炭酸リチウムと
五酸化ニオブの比率は０．９７（モル比）とした。育成
された結晶にはスカンジウム０．５重量％含まれてい
た。
【００２４】これらの各結晶から大きさ５×５×１０ｍ
ｍ（それぞれｚ、ｙ、ｘ軸方向）の結晶を切り出し、Ｚ
軸を含む５×５面２面を光学研磨を施し、図１の実験用
装置を用い、位相整合温度を測定した。図２において、
図１と同一の符号は同様のものを示し、７はレンズ、８
は温度制御部、９はレンズ、１０は保温槽、１１はカッ
トフィルター、１２はフォトマル、１３はダンピング装
置をそれぞれ示す。
ｍ（それぞれｚ、ｙ、ｘ軸方向）の結晶を切り出し、Ｚ
軸を含む５×５面２面を光学研磨を施し、図１の実験用
装置を用い、位相整合温度を測定した。図２において、
図１と同一の符号は同様のものを示し、７はレンズ、８
は温度制御部、９はレンズ、１０は保温槽、１１はカッ
トフィルター、１２はフォトマル、１３はダンピング装
置をそれぞれ示す。
【００２５】図２において、３価のネオジムイオンを用
いた固体レーザー１から１．０〜１．１μｍ、例えば
１．０６μｍのレーザー光（近赤外光）が得られる。次
に、このレーザー光は、非線形結晶３で、位相整合さ
れ、例えば０．５３μｍの第２高調波を発生する。この
非線形結晶３には、温度制御部８が設けられ、位相整合
温度を一定にしている。
いた固体レーザー１から１．０〜１．１μｍ、例えば
１．０６μｍのレーザー光（近赤外光）が得られる。次
に、このレーザー光は、非線形結晶３で、位相整合さ
れ、例えば０．５３μｍの第２高調波を発生する。この
非線形結晶３には、温度制御部８が設けられ、位相整合
温度を一定にしている。
【００２６】１．０６μｍのレーザー光および第２高調
波である０．５３μｍの緑色光は、レンズ９を経て、ミ
ラー４にて分光される。すなわち、１．０６μｍのレー
ザー光はミラー４で反射され、ダンピング装置１３に導
入される。一方、０．５３μｍの緑色光はミラー４を透
過し、カットフイルター１１で一部透過した１．０６μ
ｍのレーザー光を捕捉する。このようにして得られた
０．５３μｍの緑色光はフォトマル１３に導入される。
波である０．５３μｍの緑色光は、レンズ９を経て、ミ
ラー４にて分光される。すなわち、１．０６μｍのレー
ザー光はミラー４で反射され、ダンピング装置１３に導
入される。一方、０．５３μｍの緑色光はミラー４を透
過し、カットフイルター１１で一部透過した１．０６μ
ｍのレーザー光を捕捉する。このようにして得られた
０．５３μｍの緑色光はフォトマル１３に導入される。
【００２７】この測定は、ニオブ酸リチウム の光軸
（ｚ軸）に直交させて光源レーザーをｘ方向に入射す
る、いわゆるノンクリティカル位相整合のもので原理的
に前述したウォークオフ現象は発生しない。同図で、
１．０６μｍｎのレーザー光を放つＹＡＧレーザーはＱ
スイッチがかけられており、パルス幅１０ナノ秒で１０
Ｈｚの繰り返し発振をを行った。非線形結晶（スカンジ
ウムイオンをドープしたニオブ酸リチウム結晶）は熱良
導体である銅製の板で囲まれ、さらにこの銅板は−１０
℃から約５０℃付近まではペルチエ素子で加熱、冷却さ
れ、それ以上は小型の抵抗加熱器上で加熱された。また
非線形結晶系の周りは室温による変動を除去するためさ
らに保温槽でで覆われている。出力の緑色光はフォトマ
ルで検出した。
（ｚ軸）に直交させて光源レーザーをｘ方向に入射す
る、いわゆるノンクリティカル位相整合のもので原理的
に前述したウォークオフ現象は発生しない。同図で、
１．０６μｍｎのレーザー光を放つＹＡＧレーザーはＱ
スイッチがかけられており、パルス幅１０ナノ秒で１０
Ｈｚの繰り返し発振をを行った。非線形結晶（スカンジ
ウムイオンをドープしたニオブ酸リチウム結晶）は熱良
導体である銅製の板で囲まれ、さらにこの銅板は−１０
℃から約５０℃付近まではペルチエ素子で加熱、冷却さ
れ、それ以上は小型の抵抗加熱器上で加熱された。また
非線形結晶系の周りは室温による変動を除去するためさ
らに保温槽でで覆われている。出力の緑色光はフォトマ
ルで検出した。
【００２８】図３は実施例の緑色光の出力と結晶に接触
した測定素子から得られた位相整合温度の関係を示すも
のである。実施例では室温（２１℃）での位相整合が可
能であることを示している。図４は位相整合温度と結晶
中のスカンジウムイオン濃度の関係を示すものである。
した測定素子から得られた位相整合温度の関係を示すも
のである。実施例では室温（２１℃）での位相整合が可
能であることを示している。図４は位相整合温度と結晶
中のスカンジウムイオン濃度の関係を示すものである。
【００２９】比較例１〜２ アンドープニオブ酸リチウム結晶（比較例２）および５
モル％マグネシウムイオンドープニオブ酸リチウム結晶
（比較例３）を実施例１と同様の方法で育成した。その
際、原料の混合比は実施例１と同様にした。但し、マグ
ネシウムイオンは４．５モル％添加した。得られた結晶
から実施例１と同じ形状のサンプルを加工し、光学研磨
を施し、位相整合温度を測定した。
モル％マグネシウムイオンドープニオブ酸リチウム結晶
（比較例３）を実施例１と同様の方法で育成した。その
際、原料の混合比は実施例１と同様にした。但し、マグ
ネシウムイオンは４．５モル％添加した。得られた結晶
から実施例１と同じ形状のサンプルを加工し、光学研磨
を施し、位相整合温度を測定した。
【００３０】その結果、アンドープニオブ酸リチウム結
晶 および５モル％マグネシウムイオンドープニオブ酸
リチウム結晶でそれぞれ５℃付近、１２０℃付近の結果
が得られた。それぞれ温度が上述した文献の値と異なり
厳密に決定できなかったのは、アンドープニオブ酸リチ
ウム結晶では室内の水分が結晶に付着し出力が変動する
ことおよび文献の値と結晶のリチウム／ニオブ比が異な
っていることによると思われ、また５モル％マグネシウ
ムイオンドープニオブ酸リチウム結晶は結晶からの放熱
が激しく真の温度（レーザービームパス近傍）が決定で
きないためと考えられる。
晶 および５モル％マグネシウムイオンドープニオブ酸
リチウム結晶でそれぞれ５℃付近、１２０℃付近の結果
が得られた。それぞれ温度が上述した文献の値と異なり
厳密に決定できなかったのは、アンドープニオブ酸リチ
ウム結晶では室内の水分が結晶に付着し出力が変動する
ことおよび文献の値と結晶のリチウム／ニオブ比が異な
っていることによると思われ、また５モル％マグネシウ
ムイオンドープニオブ酸リチウム結晶は結晶からの放熱
が激しく真の温度（レーザービームパス近傍）が決定で
きないためと考えられる。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザー
発振器によって、室温付近で位相整合が可能である。さ
らに本発明に用いられる非線形結晶は位相整合温度の設
定がぺルチエ素子などの電子制御素子を使って制御する
ことができる。これはホットプレートなどの熱線加熱素
子に比べ小型化が可能であり、さらに温度の精密電子制
御が可能な利点がある。また温度整合時に室内からの水
分付着の現象を回避できる。この現象は民需機器への応
用時に小型化、低コスト化の面で寄与できる。また、非
線形結晶の光損傷の問題が少ない。
発振器によって、室温付近で位相整合が可能である。さ
らに本発明に用いられる非線形結晶は位相整合温度の設
定がぺルチエ素子などの電子制御素子を使って制御する
ことができる。これはホットプレートなどの熱線加熱素
子に比べ小型化が可能であり、さらに温度の精密電子制
御が可能な利点がある。また温度整合時に室内からの水
分付着の現象を回避できる。この現象は民需機器への応
用時に小型化、低コスト化の面で寄与できる。また、非
線形結晶の光損傷の問題が少ない。
【図１】 本発明のレーザー発振器の一例を示す概略
図。
図。
【図２】 実施例で用いた実験装置を示す概略図。
【図３】 実施例１における緑色光の出力と位相整合温
度の関係を示すグラフ。
度の関係を示すグラフ。
【図４】 位相整合温度と結晶中のスカンジウムイオン
濃度の関係を示すグラフ。
濃度の関係を示すグラフ。
１：３価のネオジムイオンを用いた固体レーザー、２：
ミラー、３：非線形結晶、４：ミラー、５：半導体レー
ザー、６：ネオジムを用いた発振材料（結晶）。
ミラー、３：非線形結晶、４：ミラー、５：半導体レー
ザー、６：ネオジムを用いた発振材料（結晶）。
Claims (1)
- 【請求項１】 ３価のネオジムイオンを用いた固体レー
ザーから得られる波長１．０〜１．１μｍのレーザー光
を非線形結晶によって位相整合し第２高調波を発生する
レーザー発振器において、該非線形結晶がスカンジウム
イオンを０．４〜２．０重量％含むニオブ酸リチウム結
晶であることを特徴とするレーザー発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05836194A JP3412901B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | レーザー発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05836194A JP3412901B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | レーザー発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07244309A true JPH07244309A (ja) | 1995-09-19 |
| JP3412901B2 JP3412901B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=13082187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05836194A Expired - Fee Related JP3412901B2 (ja) | 1994-03-04 | 1994-03-04 | レーザー発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412901B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010010607A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Seiko Epson Corp | レーザ光源装置、プロジェクタ、モニタ装置 |
| US7848010B2 (en) | 2008-06-30 | 2010-12-07 | Panasonic Corporation | Optical apparatus, and wavelength conversion laser light source, image display apparatus, and laser light source device adopting such optical apparatus |
-
1994
- 1994-03-04 JP JP05836194A patent/JP3412901B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010010607A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Seiko Epson Corp | レーザ光源装置、プロジェクタ、モニタ装置 |
| US7848010B2 (en) | 2008-06-30 | 2010-12-07 | Panasonic Corporation | Optical apparatus, and wavelength conversion laser light source, image display apparatus, and laser light source device adopting such optical apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3412901B2 (ja) | 2003-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bierlein et al. | Linear and nonlinear optical properties of flux‐grown KTiOAsO4 | |
| JPH0575196A (ja) | 単一周波数の周波数２倍化レーザ及び単一周波数の緑色又は青色光を発生する方法 | |
| CN107579413A (zh) | 一种扩展全固态连续波单频激光器调谐范围的方法 | |
| JP4855401B2 (ja) | 波長変換素子、レーザ光源装置、２次元画像表示装置及びレーザ加工装置 | |
| US9069229B2 (en) | Nonlinear optical CdSiP2 crystal for use in surgical laser | |
| US5084879A (en) | Phase matching in harmonic laser apparatus including a MgO:LiNbO3 crystal at room temperature | |
| CN101796457B (zh) | 波长转换装置、图像显示装置及加工装置 | |
| Bierlein | Potassium titanyl phosphate (KTP): Properties, recent advances and new applications | |
| US5311352A (en) | Increasing the birefringence of KTP and its isomorphs for type II phase matching | |
| JPH07244309A (ja) | レーザー発振器 | |
| JPH0758395A (ja) | レーザー発振器 | |
| Capmany et al. | Second harmonic generation in LaBGeO 5: Nd 3+ | |
| US5562768A (en) | Potassium-lithium niobate crystals | |
| US5563730A (en) | Thallium arsenic sulfide crystals (t13 AsS3) high efficiency nonlinear optical applications | |
| Bhar et al. | Temperature effects in second harmonic generation in AgGaSe2 crystal | |
| Jaque et al. | Continuous wave laser radiation at 693 nm from LiNbO3: ZnO: Nd3+ nonlinear laser crystal | |
| JP3412906B2 (ja) | ニオブ酸リチウム単結晶および該単結晶を用いたレーザー発振器 | |
| JPH09258283A (ja) | 光波長変換方法および光波長変換装置 | |
| JPH05173213A (ja) | 導波路型第二高調波発生素子 | |
| US5510929A (en) | Solid solution crystals of Tl3 AsSe3 and Tl3 AsS3 for high efficiency optical applications | |
| JP2903581B2 (ja) | 光導波路装置の製造方法 | |
| JP2003034595A (ja) | 単結晶四ほう酸リチウムの製造方法 | |
| US8493649B2 (en) | Method of producing nonlinear optical crystal CdSiP2 | |
| JP4182616B2 (ja) | 四ほう酸リチウム単結晶からなる波長変換素子を用いたレーザ装置並びにこれを用いた波長変換方法 | |
| JP2660576B2 (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080328 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090328 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |