JPH0829818A - 複数波長レーザ光の発生方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の波長を有するレーザ光が同時に得ら
れ、しかも部品点数が少なく信頼性が高い複数波長レー
ザ光の発生方法および装置を提供する。 【構成】 固体レーザ装置は、レーザ媒質２３を励起す
るポンピング光２６を出力する半導体レーザ２０と、レ
ンズ系２１、２２と、波長１０６４ｎｍで発振するＮ
ｄ：ＹＶＯ₄ などのレーザ媒質２３と、ＫＮｂＯ₃ など
の非線形光学素子２４等が光軸２７上に順次配置されて
構成され、レーザ媒質２３および非線形光学素子２４か
ら成る屈曲した共振器２５内でレーザ発振する。半導体
レーザ３０から波長９１０ｎｍのミキシング光３３が導
入されると、波長４９０ｎｍの和周波光３６が発生す
る。一方、非線形光学素子２４からは波長５３２ｎｍの
第２高調波２９が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体レーザ媒質を半導
体レーザによりポンピングする半導体レーザ励起固体レ
ーザなどに好適に用いられ、赤色からブルー光にかけて
複数の波長を同時に発生させるための複数波長レーザ光
の発生方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＧａＡｌＡｓレーザなどの半
導体レーザを使ってＮｄ：ＹＡＧレーザなどのコンパク
トな固体レーザをポンピングしてレーザ発振させること
は知られている。ところが、このような半導体レーザ励
起による固体レーザの波長は赤外領域になる場合が多
く、光記憶装置などの用途や短波長のコヒーレント光源
を必要とする他の用途には波長が長過ぎるという問題が
ある。

【０００３】そこで、より短波長のレーザ光を得るため
に、固体レーザの発振ビームを波長変換する非線形光学
材料のバルク単結晶を共振器内に配置して、固体レーザ
発振ビームを第２高調波に変換することが検討されてい
る。たとえば、ＹＶＯ₄ レーザの共振器内に、非線形光
学材料として燐酸チタニルカリウムＫＴｉＯＰＯ₄ （以
下、ＫＴＰという）結晶を配置することによって、発振
波長１０６４ｎｍのレーザ光が波長５３２ｎｍのレーザ
光へ波長変換される。さらに、光源の短波長化を目的と
して、グリーン光より波長の短いブルーグリーン光を得
るため、ＹＡＧレーザの共振器内に非線形光学材料とし
てＫＮｂＯ₃ を配置することによって、発振波長９４６
ｎｍのレーザ光から第２高調波である波長４７３ｎｍの
ブルーグリーン光の発生も報告されている。

【０００４】図８は、従来の第２高調波発生用固体レー
ザ装置の一例を示す構成図である。この固体レーザ装置
は、特開平４−３３８６９０号公報で開示されており、
半導体レーザ（以下、ＬＤという）５１と、集光レンズ
５２と、固体レーザロッド５３と、第２高調波発生用非
線形光学素子（以下、ＳＨＧ素子という）５４と、出力
ミラー５５とが、光軸５０上に順次配置されて構成され
ている。また、固体レーザロッド５３のＬＤ５１側端面
には固体レーザ基本波を高反射するコーティングが施さ
れており、出力ミラー５５とで光共振器５６を構成して
いる。

【０００５】ＬＤ５１からの出力光５０１により固体レ
ーザロッド５３は励起されて、基本波５０２を発生す
る。発生した基本波５０２はＳＨＧ素子５４を通過する
ようにレーザ発振して、第２高調波５０３に変換され
る。第２高調波５０３は出力ミラー５５を通過し外部に
出力される。たとえば、固体レーザロッド５３にＮｄ：
ＹＡＧ、ＳＨＧ素子５４にＫＴＰを用いれば、第２高調
波５０３として波長５３２ｎｍの緑色のレーザ光を得る
ことができる。

【０００６】図９は、同じく特開平４−３３８６９０号
公報で開示された従来の和周波発生用固体レーザ装置の
一例を示す構成図である。この固体レーザ装置は、ＬＤ
６１と、集光レンズ６２と、和周波発生用非線形光学素
子（以下、ＳＦＧ素子という）６３と、固体レーザロッ
ド６４と、出力ミラー６５とが、光軸６０上に順次配置
されて構成されている。また、ＳＦＧ素子６３のＬＤ６
１側端面には固体レーザ基本波を高反射するコーティン
グが施されており、出力ミラー６５とで光共振器６６を
構成している。

【０００７】ＬＤ６１からの出力光６０１は、ＳＦＧ素
子６３を通過して固体レーザロッド６４を励起する。固
体レーザロッド６４から発生した基本波６０２はＳＦＧ
素子６３を通過するようにレーザ発振して、ＬＤ６１の
出力光とＳＦＧ素子６３内で和周波混合される。ＳＦＧ
素子６３内で発生した和周波６０３は、固体レーザロッ
ド６４及び出力ミラー６５を通して外部に出力される。
たとえば、固体レーザロッド６４にＹＶＯ₄ 、ＳＦＧ素
子６３にＫＴＰを用いれば、和周波６０３として波長４
５９ｎｍの青色レーザ光を得ることができる。なお、図
９の和周波発生用固体レーザ装置で用いたＫＴＰと図８
の第２高調波発生用のＫＴＰとは、結晶の切出し角度が
異なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体レーザ装置では、第２高調波および和周波の両方を
必要とする場合、第２高調波発生用固体レーザ装置と和
周波発生用固体レーザ装置の両方を用意しなければなら
ない。そのため全体として部品点数が多くなり、レーザ
装置の大型化やコスト増をもたらす。また、第２高調波
発生用固体レーザ装置および和周波発生用固体レーザ装
置をそれぞれ別個に位置決めして光軸調整を行う必要が
ある。

【０００９】本発明の目的は、複数の波長を有するレー
ザ光が同時に得られ、しかも部品点数が少なく信頼性が
高い複数波長レーザ光の発生方法および装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、波長λａで発
振するレーザ媒質および非線形光学素子を共振器内に配
置し、該非線形光学素子に波長λａに対する傾斜反射面
を形成して互いに交差する複数の共振器光軸を形成し、
外部から波長λｂのレーザ光をレーザ媒質の共振器光軸
に沿って前記非線形光学素子に導入して波長λｃ（但
し、１／λｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和周波光を発生
させるとともに、前記レーザ媒質の共振器光軸以外の共
振器光軸に沿って波長λａの第２高調波λａ／２を発生
させることを特徴とする複数波長レーザ光の発生方法で
ある。

【００１１】また本発明は、波長λａで発振するレーザ
媒質および非線形光学素子をリング共振器内に配置し、
該非線形光学素子に波長λａに対する反射面を形成して
互いに交差する複数の共振器光軸を形成し、外部から波
長λｂのレーザ光を第１共振器光軸に沿って前記非線形
光学素子に導入して波長λｃ（但し、１／λｃ＝１／λ
ａ＋１／λｂ）の和周波光を発生させるとともに、第２
共振器光軸に沿って波長λａの第２高調波λａ／２を発
生させることを特徴とする複数波長レーザ光の発生方法
である。

【００１２】また本発明は、波長λａで発振するレーザ
媒質、和周波用光学素子および第２高調波用光学素子を
共振器内に配置し、外部から波長λｂのレーザ光を共振
器光軸に沿って和周波用光学素子に導入して、波長λｃ
（但し、１／λｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和周波光を
発生させるとともに、第２高調波用光学素子から波長λ
ａの第２高調波λａ／２を発生させ、さらにλｂ，λ
ｃ，λａ／２の３つの波長のレーザ光を同一方向に取り
出すことを特徴とする複数波長レーザ光の発生方法であ
る。

【００１３】また本発明は、前記和周波用光学素子はＫ
ＮｂＯ₃ から成り、前記第２高調波用光学素子はＫＴｉ
ＯＰＯ₄ から成り、かつ波長λｂは赤色光波長であるこ
とを特徴とする。

【００１４】また本発明は、波長λａで発振するレーザ
媒質および非線形光学素子を含む共振器と、互いに交差
する複数の共振器光軸を形成するため、該非線形光学素
子に形成された波長λａに対する傾斜反射面と、波長λ
ｂのレーザ光を発生して、レーザ媒質の共振器光軸に沿
って該非線形光学素子に導入するための混合用レーザ光
源とを備え、レーザ媒質の共振器光軸に沿って波長λｃ
（但し、１／λｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和周波光を
発生させるとともに、前記レーザ媒質の共振器光軸以外
の共振器光軸に沿って波長λａの第２高調波λａ／２を
発生させることを特徴とする複数波長レーザ光の発生装
置である。

【００１５】また本発明は、波長λａで発振するレーザ
媒質および非線形光学素子を含むリング共振器と、互い
に交差する複数の共振器光軸を形成するため、該非線形
光学素子に形成された波長λａに対する反射面と、波長
λｂのレーザ光を発生して、第１共振器光軸に沿って該
非線形光学素子に導入するための混合用レーザ光源とを
備え、第１共振器光軸に沿って波長λｃ（但し、１／λ
ｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和周波光を発生させるとと
もに、第２共振器光軸に沿って波長λａの第２高調波λ
ａ／２を発生させることを特徴とする複数波長レーザ光
の発生装置である。

【００１６】また本発明は、波長λａで発振するレーザ
媒質、和周波用光学素子および第２高調波用光学素子を
含む共振器と、波長λｂのレーザ光を発生して、共振器
光軸に沿って和周波用光学素子に導入するための混合用
レーザ光源とを備え、共振器光軸に沿って、和周波用光
学素子から波長λｃ（但し、１／λｃ＝１／λａ＋１／
λｂ）の和周波光を発生させ、かつ第２高調波用光学素
子から波長λａの第２高調波λａ／２を発生させ、さら
にλｂ，λｃ，λａ／２の３つの波長のレーザ光を取り
出すことを特徴とする複数波長レーザ光の発生装置であ
る。

【００１７】また本発明は、前記和周波用光学素子はＫ
ＮｂＯ₃ から成り、前記第２高調波用光学素子はＫＴｉ
ＯＰＯ₄ から成り、かつ波長λｂは赤色光波長であるこ
とを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明に従えば、非線形光学素子に発振波長λ
ａに対する傾斜反射面を形成することによって、互いに
交差する複数の共振器光軸が形成され、屈曲した共振器
光軸に沿ってレーザ発振が起こる。これらの共振器光軸
のうち、レーザ媒質を含む共振器光軸に沿って波長λｂ
のレーザ光を外部から導入すると、非線形光学素子での
和周波混合によって、波長λｃの和周波光が発生し、レ
ーザ媒質の共振器光軸の方位に放射される。一方、非線
形光学素子の非線形効果によって波長λａの半分の波長
を持つ第２高調波が発生して、レーザ媒質を含む共振器
光軸以外の共振器光軸に沿って別の方位に放射される。
こうして発振波長λａに関して、波長λｃの和周波と波
長（λａ／２）の第２高調波という複数波長のレーザ光
が別個の方位に沿って得られ、しかも短波長のレーザ光
になる。

【００１９】また本発明に従えば、リング共振器内に互
いに交差する複数の共振器光軸が形成され、屈曲した共
振器光軸に沿って周回するようにレーザ発振が起こる。
これらの共振器光軸のうち何れかの第１共振器光軸に沿
って波長λｂのレーザ光を外部から導入すると、非線形
光学素子での和周波混合によって、波長λｃの和周波光
が発生し、第１共振器光軸の方位に放射される。一方、
非線形光学素子の非線形効果によって波長λａの半分の
波長を持つ第２高調波が発生して、第１共振器光軸以外
の第２共振器光軸に沿って別の方位に放射される。こう
して発振波長λａに関して、波長λｃの和周波と波長
（λａ／２）の第２高調波という複数波長のレーザ光が
別個の方位に沿って得られ、しかも短波長のレーザ光に
なる。

【００２０】また本発明に従えば、レーザ媒質、和周波
用光学素子および第２高調波用光学素子を通過するよう
にレーザ発振が起こる。そこで、外部から波長λｂのレ
ーザ光を共振器光軸に沿って和周波用光学素子に導入す
ると、和周波用光学素子から波長λｃの和周波光が発生
する。一方、第２高調波用光学素子からは非線形効果に
よって、波長λａの半分の波長を持つ第２高調波が発生
する。さらに波長λｂで和周波発生に寄与しなかったレ
ーザ光が利用できる。こうして発振波長λａに関して、
波長λｃの和周波と波長（λａ／２）の第２高調波とい
う複数波長のレーザ光とさらにλｂのレーザ光が同一方
位に沿って得られ、しかも短波長のレーザ光になる。

【００２１】また、和周波用光学素子はＫＮｂＯ₃ から
成り、第２高調波用光学素子はＫＴｉＯＰＯ₄ から成
り、かつ波長λｂは赤色光波長であることによって、ブ
ルー光およびグリーン光が効率的に得られる。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明の第１実施例を示す構成図
である。固体レーザ装置は、レーザ媒質２３を励起する
ための波長８０９ｎｍのポンピング光２６を出力する半
導体レーザ（ＳＯＮＹ社製、ＳＬＤ３２２ＸＴ）２０
と、ポンピング光２６を集束するレンズ系（Ｎｅｗｐｏ
ｒｔ社製、Ｆ−Ｌ２０）２１、２２と、Ｎｄが１％ドー
プされたＮｄ：ＹＶＯ₄ から成り、波長１０６４ｎｍで
発振するレーザ媒質２３と、ＫＮｂＯ₃ から成る非線形
光学素子２４などが、光軸２７上に順次配置されて構成
される。半導体レーザ２０は、ペルチェ素子を用いた温
度調節回路（図示せず）によって所定温度に維持され、
出力および波長の安定化が図られている。また、レンズ
系２１とレンズ系２２との間には、和周波光３６を取出
すための偏光ビームスプリッタ３５が配置される。

【００２３】レーザ媒質２３と非線形光学素子２４とで
共振器２５が構成され、レーザ媒質２３の表面２３ｂと
非線形光学素子２４の表面２４ａは互いに接している。
レーザ媒質２３の表面２３ａの中央付近にはフォトリソ
グラフィーを利用した微細加工技術を用いて、微小球面
２３ｃが形成されており、その開口半径は１００μｍ
で、その曲率半径は１２ｍｍである。

【００２４】一方、波長９１０ｎｍのミキシング光３３
を出力する半導体レーザ３０と、ミキシング光３３を集
束するレンズ系３１、３２とが光軸３４上に順次配置さ
れ、光軸３４と光軸２７とは互いに一致した共軸とな
る。

【００２５】レーザ媒質２３の表面２３ａには、レーザ
媒質２３の発振波長１０６４ｎｍに対して反射率が９
９．９％であって、かつポンピング光２６の波長８０９
ｎｍに対して透過率が９５％以上となるコーテイングが
施される。また、レーザ媒質２３の非線形光学素子２４
側の表面２３ｂには、波長１０６４ｎｍに対して透過率
が９９．９％以上となるコーテイングが施される。ま
た、非線形光学素子２４の表面２４ａには、波長１０６
４ｎｍに対して透過率が９９．９％となるコーテイング
が施される。非線形光学素子２４の表面２４ｂには、波
長１０６４ｎｍに対して反射率が９９．９８％で、波長
９１０ｎｍに対して透過率が９５％で、かつ波長５３２
ｎｍに対して透過率が８０．０％となるコーティングが
施される。非線形光学素子２４の表面２４ｃには、波長
１０６４ｎｍに対して反射率が９９．９％となるコーテ
イングが施される。

【００２６】したがって、発振波長１０６４ｎｍに注目
すると、レーザ媒質２３の微小球面２３ｃと非線形光学
素子２４の表面２４ｂとの間で共振器光軸Ａ１が形成さ
れ、非線形光学素子２４の表面２４ｂと表面２４ｃとの
間で共振器光軸Ａ２が形成され、全体として屈曲した共
振器光軸が形成されている。なお、レンズ系３２によっ
て集光されたミキシング光３３は、共振器光軸Ａ１に沿
って非線形光学素子２４に入射される。

【００２７】図２は、図１の非線形光学素子２４の形状
図である。非線形光学素子２４としてＫＮｂＯ₃ 結晶を
使用する場合、結晶のｃ軸に対して角度θ＝９０゜かつ
ａ軸に対してφ＝９０゜の方向に切出した、いわゆるｂ
軸結晶が用いられ、表面２４ａはｂ軸に対して垂直な面
となる。また、屈曲した共振器光軸を形成するため、表
面２４ｂはｃ軸から９．４°傾斜した面で、表面２４ｃ
はｂ軸より７１．２°傾斜した面となるように結晶を研
磨する。この配置によって、共振器光軸Ａ１とｂ軸とが
平行になり、共振器光軸Ａ１の方位（θ＝７１．２°，
φ＝９０°）では和周波発生（１０６４ｎｍ＋９１０ｎ
ｍ→４９０ｎｍ）に対して位相整合条件を満足する。ま
た、ｂ軸に対して角度１８．８°で折り返された共振器
光軸Ａ２では、第２高調波発生（１０６４ｎｍ→５３２
ｎｍ）に対して位相整合条件が満足される。なお、ＫＮ
ｂＯ₃ 結晶の厚さは、共振器光軸Ａ１に沿った長さで５
ｍｍである。

【００２８】次に動作について説明する。半導体レーザ
２０から放射されるポンピング光２６の偏光方向は光軸
２７の水平方向（図１紙面と垂直）と一致するため、ポ
ンピング光２６は偏光ビームスプリッタ３５を通過し
て、レンズ系２２によって集束されて、微小球面２３ｃ
を通過してレーザ媒質２３に入射すると、レーザ媒質２
３中に反転分布が形成され、Ｎｄ：ＹＶＯ₄ 結晶の場合
は波長１０６４ｎｍのレーザ発振が起こる。発振したレ
ーザ光２８は、非線形光学素子２４の表面２４ｂで折り
返され、さらに表面２４ｃで反射されるため、微小球面
２３ｃと表面２４ｃとの間を往復することになり、こう
して折返し共振器２５が構成される。

【００２９】まず共振器光軸Ａ１に注目すると、半導体
レーザ３０から放射された波長９１０ｎｍのミキシング
光３３が非線形光学素子２４内を共振器光軸Ａ１に沿っ
て図１左方へ進行する。このときミキシング光３３の偏
光方向は、ＫＮｂＯ₃ 結晶のａ軸方向になるように配置
される。すると、波長１０６４ｎｍのレーザ光２８と波
長９１０ｎｍのミキシング光３３とが和周波混合され
て、波長４９０ｎｍの和周波光３６がｃ軸に一致した偏
光方向で発生する。

【００３０】こうして得られた和周波光３６は、非線形
光学素子２４からレーザ媒質２３を通過して、レンズ系
２２でコリメートされて偏光ビームスプリッタ３５で紙
面垂直方向に反射して、和周波光３６として取出され
る。

【００３１】次に共振器光軸Ａ２に注目すると、波長１
０６４ｎｍのレーザ光２８が非線形光学素子２４内を往
復することによって非線形効果が作用して、波長１０６
４ｎｍの半分である波長５３２ｎｍの第２高調波２９が
共振器光軸Ａ２に沿って出射される。

【００３２】このようにレーザ媒質２３の発振波長１０
６４ｎｍに関して、波長４９０ｎｍの和周波と波長５３
２ｎｍの第２高調波とが別個の方位に発生する。ここ
で、ポンピング用の半導体レーザ２０の光出力を４００
ｍＷに、ミキシング用の半導体レーザ３０の光出力を３
０ｍＷにそれぞれ設定すると、波長４９０ｎｍのブルー
光として出力４ｍＷが得られ、波長５３２ｎｍのグリー
ン光として出力５ｍＷが得られた。

【００３３】（実施例２）図３は、本発明の第２実施例
を示す構成図である。固体レーザ装置は、レーザ媒質２
３を励起するための波長８０９ｎｍのポンピング光２６
を出力する半導体レーザ（ＳＯＮＹ社製、ＳＬＤ３２２
ＸＴ）２０と、ポンピング光２６を集束するレンズ系
（Ｎｅｗｐｏｒｔ社製、Ｆ−Ｌ２０）２１、２２と、Ｎ
ｄが２％ドープされたＮｄ：ＹＡＧ（３Ｙ₂Ｏ₃・５Ａl₂
Ｏ₃）から成り、波長９４６ｎｍで発振するレーザ媒質
２３と、ＫＮｂＯ₃ から成る非線形光学素子２４など
が、光軸２７上に順次配置されて構成される。半導体レ
ーザ２０は、ペルチェ素子を用いた温度調節回路（図示
せず）によって所定温度に維持され、出力および波長の
安定化が図られている。また、レンズ系２１とレンズ系
２２との間には、ミキシング光３３を導入するための偏
光ビームスプリッタ３５が配置される。

【００３４】レーザ媒質２３と非線形光学素子２４とで
光共振器２５が構成され、レーザ媒質２３の表面２３ｂ
と非線形光学素子２４の表面２４ａは互いに接してい
る。レーザ媒質２３の表面２３ａの中央付近にはフォト
リソグラフィーを利用した微細加工技術を用いて、微小
球面２３ｃが形成されており、その開口半径は８０μｍ
で、その曲率半径は２０ｍｍである。

【００３５】一方、波長７８０ｎｍのミキシング光３３
を出力する半導体レーザ３０が配置され、ミキシング光
３３はレンズ系３１によってコリメートされ、アナモル
フィックプリズムペア３７によってビーム径が整形さ
れ、さらに焦点調節用のレンズ系３２を通過して、偏光
ビームスプリッタ３５によって図３中右方に反射され
て、光軸２７と共軸になる。

【００３６】レーザ媒質２３の表面２３ａには、レーザ
媒質２３の発振波長９４６ｎｍに対して反射率が９９．
９％であって、かつポンピング光２６の波長８０９ｎｍ
およびミキシング光３３の波長７８０ｎｍに対して透過
率が９５％以上となるコーテイングが施される。また、
レーザ媒質２３の非線形光学素子２４側の表面２３ｂに
は、波長９４６ｎｍに対して透過率が９９．９％であっ
て、波長７８０ｎｍに対して透過率が９５％以上となる
コーテイングが施される。また、非線形光学素子２４の
表面２４ａには、波長９４６ｎｍに対して透過率が９
９．９％となるコーテイングが施される。非線形光学素
子２４の表面２４ｂには、波長９４６ｎｍに対して反射
率が９９．９８％であって、波長４２８ｎｍに対して透
過率が９５％となるコーティングが施される。非線形光
学素子２４の表面２４ｃには、波長９４６ｎｍに対して
反射率が９９．９％となるコーテイングが施される。

【００３７】したがって、発振波長９４６ｎｍに注目す
ると、レーザ媒質２３の微小球面２３ｃと非線形光学素
子２４の表面２４ｂとの間で共振器光軸Ａ１が形成さ
れ、非線形光学素子２４の表面２４ｂと表面２４ｃとの
間で共振器光軸Ａ２が形成され、全体として屈曲した共
振器光軸が形成されている。なお、ポンピング光２６お
よびミキシング光３３は、共振器光軸Ａ１に沿ってレー
ザ媒質２３および非線形光学素子２４に入射される。

【００３８】図４は、図３の非線形光学素子２４の形状
図である。非線形光学素子２４としてＫＮｂＯ₃ 結晶を
使用する場合、結晶のｃ軸に対して角度θ＝９０゜かつ
ａ軸に対してφ＝０゜の方向に切出した、いわゆるａ軸
結晶が用いられ、表面２４ａはａ軸に対して垂直な面と
なる。また、屈曲した共振器光軸を形成するため、表面
２４ｂはｃ軸から１４．９°傾斜した面で、表面２４ｃ
はａ軸より６０．１°傾斜した面となるように結晶を研
磨する。この配置によって、共振器光軸Ａ１とａ軸とが
平行になり、共振器光軸Ａ１の方位では和周波発生（９
４６ｎｍ＋７８０ｎｍ→４２８ｎｍ）に対して位相整合
条件を満足する。また、ａ軸に対して角度２９．９°で
折り返された共振器光軸Ａ２（θ＝６０．１°，φ＝０
°）では、第２高調波発生（９４６ｎｍ→４７３ｎｍ）
に対して位相整合条件が満足される。なお、ＫＮｂＯ₃
結晶の厚さは、共振器光軸Ａ１に沿った長さで５ｍｍで
ある。

【００３９】次に動作について説明する。半導体レーザ
２０から放射されるポンピング光２６の偏光方向は光軸
２７の垂直上方（図３紙面と平行）と一致するため、ポ
ンピング光２６は偏光ビームスプリッタ３５を通過し
て、レンズ系２２によって集束されて、微小球面２３ｃ
を通過してレーザ媒質２３に入射すると、レーザ媒質２
３中に反転分布が形成され、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の場合は
波長９４６ｎｍのレーザ発振が起こる。発振したレーザ
光２８は、非線形光学素子２４の表面２４ｂで折り返さ
れ、さらに表面２４ｃで反射されるため、微小球面２３
ｃと表面２４ｃとの間を往復することになり、こうして
折返し共振器２５が構成される。

【００４０】まず共振器光軸Ａ１に注目すると、半導体
レーザ３０から放射された波長７８０ｎｍのミキシング
光３３がレーザ媒質２３および非線形光学素子２４の内
部を共振器光軸Ａ１に沿って図３中右方へ進行する。こ
のときミキシング光３３の偏光方向は、ＫＮｂＯ₃ 結晶
のｂ軸方向になるように配置される。すると、波長９４
６ｎｍのレーザ光２８と波長７８０ｎｍのミキシング光
３３とが和周波混合されて、波長４２８ｎｍの和周波光
３６がｃ軸に一致した偏光方向で発生し、非線形光学素
子２４の表面２４ｂから共振器光軸Ａ１の方位に出射さ
れる。

【００４１】次に共振器光軸Ａ２に注目すると、波長９
４６ｎｍのレーザ光２８が非線形光学素子２４内を往復
することによって非線形効果が作用して、波長９４６ｎ
ｍの半分である波長４７３ｎｍの第２高調波２９が共振
器光軸Ａ２に沿って出射される。

【００４２】このようにレーザ媒質２３の発振波長９４
６ｎｍに関して、波長４２８ｎｍの和周波と波長４７３
ｎｍの第２高調波とが別個の方位に発生する。ここで、
ポンピング用の半導体レーザ２０の光出力を１Ｗに、ミ
キシング用の半導体レーザ３０の光出力を１００ｍＷに
それぞれ設定すると、波長４２８ｎｍのブルー光として
出力２．５ｍＷが得られ、波長４７３ｎｍのブルーグリ
ーン光として出力１ｍＷが得られた。

【００４３】（実施例３）図５は、本発明の第３実施例
を示す構成図であり、実施例１と同様な波長構成を採用
している。この固体レーザ装置は、レーザ媒質２３を励
起するための波長８０９ｎｍのポンピング光２６を出力
する半導体レーザ２０と、ポンピング光２６を集束する
レンズ系２１、２２と、共振器を構成する球面ミラー４
０と、Ｎｄが１％ドープされたＮｄ：ＹＶＯ₄ から成
り、波長１０６４ｎｍで発振するレーザ媒質２３と、Ｋ
ＮｂＯ₃ から成る非線形光学素子２４などで構成され
る。半導体レーザ２０は、ペルチェ素子を用いた温度調
節回路（図示せず）によって所定温度に維持され、出力
および波長の安定化が図られている。また、レンズ系２
１とレンズ系２２との間には、ミキシング光３３を導入
するための偏光ビームスプリッタ３５が配置される。

【００４４】球面ミラー４０とレーザ媒質２３と非線形
光学素子２４とでリング共振器４１が構成され、レーザ
媒質２３の表面２３ｂと非線形光学素子２４の表面２４
ａは互いに接している。

【００４５】一方、波長９１０ｎｍのミキシング光３３
を出力する半導体レーザ３０が配置され、ミキシング光
３３はレンズ系３１によってコリメートされる。次に、
ビームサーキュライザ３８を通過することによって、半
導体レーザ３０からの楕円形状ビームは、リング共振器
４１のＴＥＭ₀₀モードに効果的にモードマッチングする
円形ビームに変換される。さらに、焦点調節用のレンズ
系３２を通過して、偏光ビームスプリッタ３５によって
図５中右方に反射されて、ミキシング光３３はポンピン
グ光２６と共軸になる。

【００４６】球面ミラー４０の表面４０ａには、レーザ
媒質２３の発振波長１０６４ｎｍに対して反射率が９
９．９％であって、かつポンピング光２６の波長８０９
ｎｍに対して透過率が９５％以上となるコーテイングが
施される。レーザ媒質２３の表面２３ａには、波長１０
６４ｎｍに対して透過率が９９．９％以上であって、ポ
ンピング光２６の波長８０９ｎｍに対して透過率が９５
％以上となるコーテイングが施される。また、レーザ媒
質２３の非線形光学素子２４側の表面２３ｂには、波長
１０６４ｎｍに対して透過率が９９．９％以上となるコ
ーテイングが施される。また、非線形光学素子２４の表
面２４ａには、波長１０６４ｎｍに対して透過率が９
９．９％となるコーテイングが施される。非線形光学素
子２４の表面２４ｂには、波長１０６４ｎｍに対して反
射率が９９．９８％で、波長９１０ｎｍに対して透過率
が９５％で、かつ波長５３２ｎｍに対して透過率が８
０．０％となるコーティングが施される。

【００４７】したがって、発振波長１０６４ｎｍに注目
すると、球面ミラー４０の表面４０ａと非線形光学素子
２４の表面２４ｂとの間で共振器光軸Ａ１が形成され、
非線形光学素子２４の表面２４ｂと表面２４ｃとの間で
共振器光軸Ａ２が形成され、球面ミラー４０の表面４０
ａと非線形光学素子２４の表面２４ｃとの間で共振器光
軸Ａ３が形成され、全体として三角形状のリング型の共
振器光軸が形成されている。

【００４８】非線形光学素子２４としてＫＮｂＯ₃ 結晶
を使用する場合は、結晶のｃ軸に対して角度θ＝９０゜
かつａ軸に対してφ＝９０゜の方向に切出した、いわゆ
るｂ軸結晶が用いられ、このｂ軸と共振器光軸Ａ１とが
一致する。表面２４ａは共振器光軸Ａ１に対して僅かに
傾斜しており、共振器光軸Ａ１に沿って入射するミキシ
ング光３３が表面２４ａで反射して半導体レーザ３０に
戻り光としてフィードバックされるのを防止している。
同様な理由によって、レーザ媒質２３の表面２３ａ、２
３ｂも表面２４ａに応じて僅かに傾斜している。また、
リング型の共振器光軸を形成するため、表面２４ｂはｃ
軸から９．４°傾斜した面であり、表面２４ｃは共振器
光軸Ａ１と平行に鏡面研磨された面であって、表面２４
ｃにおいて発振したレーザ光が全反射するように構成さ
れる。この配置によって、共振器光軸Ａ１とｂ軸とが平
行になり、共振器光軸Ａ１の方位では和周波発生（１０
６４ｎｍ＋９１０ｎｍ→４９０ｎｍ）に対して位相整合
条件を満足する。また、ｂ軸に対して角度１８．８°で
折り返された共振器光軸Ａ２では、第２高調波発生（１
０６４ｎｍ→５３２ｎｍ）に対して位相整合条件を満足
する。なお、これらの位相整合条件を達成するために、
非線形光学素子２４は温度調節装置（図示せず）に搭載
されて温度チューニングされている。

【００４９】次に動作について説明する。半導体レーザ
２０から放射されるポンピング光２６の偏光方向は光軸
２７の垂直上方（図１紙面と平行）と一致するため、ポ
ンピング光２６は偏光ビームスプリッタ３５を通過し
て、レンズ系２２によって集束されて、球面ミラー４０
を通過してレーザ媒質２３に入射すると、レーザ媒質２
３中に反転分布が形成され、Ｎｄ：ＹＶＯ₄ 結晶の場合
は波長１０６４ｎｍのレーザ発振が起こる。発振したレ
ーザ光は、共振器光軸Ａ１、Ａ２、Ａ３に沿って右回り
および左回りに周回することになる。

【００５０】まず共振器光軸Ａ１に注目すると、半導体
レーザ３０から放射された波長９１０ｎｍのミキシング
光３３が非線形光学素子２４内を共振器光軸Ａ１に沿っ
て図５中右方へ進行する。このときミキシング光３３の
偏光方向は、ＫＮｂＯ₃ 結晶のａ軸方向になるように配
置される。すると、波長１０６４ｎｍのレーザ発振光と
波長９１０ｎｍのミキシング光３３とが和周波混合され
て、波長４９０ｎｍの和周波光３６が発生し、共振器光
軸Ａ１に沿って表面２４ｂから出射される。

【００５１】次に共振器光軸Ａ２に注目すると、波長１
０６４ｎｍのレーザ発振光が非線形光学素子２４内を進
行することによって非線形効果が作用して、波長１０６
４ｎｍの半分である波長５３２ｎｍの第２高調波２９が
共振器光軸Ａ２および共振器光軸Ａ３に沿って表面２４
ｂおよび球面ミラー４０からそれぞれ出射される。

【００５２】このようにレーザ媒質２３の発振波長１０
６４ｎｍに関して、波長４９０ｎｍのブルー光の和周波
と波長５３２ｎｍのグリーン光の第２高調波とが別個の
方位に発生する。

【００５３】こうして本実施例では、実施例１と同様な
波長構成であるが、リング共振器４１を用いてレーザ発
振させるとともに、ミキシング光３３をリング共振器４
１に導入する際、リング共振器４１の構成部品の表面を
ビーム伝搬方向に対して一定角度に傾斜させることによ
って、半導体レーザ３０への戻り光が防止され、半導体
レーザ３０の出力および発振波長の安定化が図られる。

【００５４】（実施例４）図６は、本発明の第４実施例
を示す構成図であり、実施例３と同様な構成をモノリシ
ック化したものである。この固体レーザ装置は、レーザ
媒質２３を励起するための波長８０９ｎｍのポンピング
光２６を出力する半導体レーザ２０と、ポンピング光２
６を集束するレンズ系２１、２２と、Ｎｄが１％ドープ
されたＮｄ：ＹＶＯ₄ から成り、波長１０６４ｎｍで発
振するレーザ媒質２３と、ＫＮｂＯ₃ から成る非線形光
学素子２４などで構成される。半導体レーザ２０は、ペ
ルチェ素子を用いた温度調節回路（図示せず）によって
所定温度に維持され、出力および波長の安定化が図られ
ている。

【００５５】レーザ媒質２３と非線形光学素子２４とで
リング共振器４１が構成され、レーザ媒質２３の表面２
３ｂと非線形光学素子２４の表面２４ａは互いに接触す
るように接着剤等で固定される。レーザ媒質２３の表面
２３ａの中央付近にはフォトリソグラフィーを利用した
微細加工技術を用いて、微小球面２３ｃが形成されてお
り、その開口半径は８０μｍで、その曲率半径は２０ｍ
ｍである。

【００５６】一方、波長９１０ｎｍのミキシング光３３
を出力する半導体レーザ３０と、ミキシング光３３を集
束するレンズ系３１、３２とが順次配置され、非線形光
学素子２４にミキシング光３３を供給している。なお、
レンズ系３１とレンズ系３２との間には、第２高調波２
９を取出すための偏光ビームスプリッタ３５が配置され
る。

【００５７】レーザ媒質２３の表面２３ａには、レーザ
媒質２３の発振波長１０６４ｎｍおよびミキシング光３
３の波長９１０ｎｍに対して反射率が９９．９％であっ
て、かつポンピング光２６の波長８０９ｎｍに対して透
過率が９５％以上となるコーテイングが施される。ま
た、レーザ媒質２３の非線形光学素子２４側の表面２３
ｂには、波長１０６４ｎｍに対して透過率が９９．９％
以上となるコーテイングが施される。また、非線形光学
素子２４の表面２４ａには、波長１０６４ｎｍに対して
透過率が９９．９％となるコーテイングが施される。非
線形光学素子２４の表面２４ｂには、波長１０６４ｎｍ
に対して反射率が９９．９８％で、波長９１０ｎｍに対
して透過率が９５％で、かつ波長５３２ｎｍに対して透
過率が８０．０％となるコーティングが施される。

【００５８】したがって、発振波長１０６４ｎｍに注目
すると、レーザ媒質２３の微小球面２３ｃと非線形光学
素子２４の表面２４ｂとの間で共振器光軸Ａ１が形成さ
れ、非線形光学素子２４の表面２４ｂと表面２４ｃとの
間で共振器光軸Ａ２が形成され、レーザ媒質２３の微小
球面２３ｃと非線形光学素子２４の表面２４ｃとの間で
共振器光軸Ａ３が形成され、全体として三角形状のリン
グ型の共振器光軸が形成されている。

【００５９】非線形光学素子２４としてＫＮｂＯ₃ 結晶
を使用する場合は、実施例３と同様にｂ軸結晶が用いら
れ、このｂ軸と共振器光軸Ａ１とが一致する。表面２４
ａは共振器光軸Ａ１に対して僅かに傾斜しており、共振
器光軸Ａ１に沿って入射するミキシング光３３が表面２
４ａで反射して半導体レーザ３０に戻り光としてフィー
ドバックされるのを防止している。同様な理由によっ
て、レーザ媒質２３の表面２３ａ、２３ｂも表面２４ａ
に応じて僅かに傾斜している。また、リング型の共振器
光軸を形成するため、表面２４ｂはｃ軸から９．４°傾
斜した面であり、表面２４ｃは共振器光軸Ａ１と平行に
鏡面研磨された面であって、表面２４ｃにおいて発振し
たレーザ光およびミキシング光３３が全反射するように
構成される。この配置によって、共振器光軸Ａ１の方位
では和周波発生（１０６４ｎｍ＋９１０ｎｍ→４９０ｎ
ｍ）に対して位相整合条件を満足する。また、ｂ軸に対
して角度１８．８°で折り返された共振器光軸Ａ２で
は、第２高調波発生（１０６４ｎｍ→５３２ｎｍ）に対
して位相整合条件を満足する。なお、これらの位相整合
条件を達成するために、非線形光学素子２４は温度調節
装置（図示せず）に搭載されて温度チューニングされて
いる。

【００６０】次に動作について説明する。半導体レーザ
２０から放射されるポンピング光２６はレンズ系２１、
２２によって集束されて、微小球面２３ｃを通過してレ
ーザ媒質２３に入射すると、レーザ媒質２３中に反転分
布が形成され、Ｎｄ：ＹＶＯ₄ 結晶の場合は波長１０６
４ｎｍのレーザ発振が起こる。発振したレーザ光は、共
振器光軸Ａ１、Ａ２、Ａ３に沿って右回りおよび左回り
に周回する。

【００６１】まず共振器光軸Ａ１に注目すると、半導体
レーザ３０から放射された波長９１０ｎｍのミキシング
光３３が非線形光学素子２４内に共振器光軸Ａ２に沿っ
て入射して、表面２４ｃおよび微小球面２３ｃで反射し
て、リング共振器４１を右回りで進行する。すると、波
長１０６４ｎｍのレーザ発振光と波長９１０ｎｍのミキ
シング光３３とが和周波混合されて、波長４９０ｎｍの
和周波光３６が発生し、共振器光軸Ａ１に沿って表面２
４ｂから出射される。

【００６２】次に共振器光軸Ａ２に注目すると、波長１
０６４ｎｍのレーザ発振光がリング共振器４１を左回り
で進行することによって、非線形光学素子２４の非線形
効果が作用して、波長１０６４ｎｍの半分である波長５
３２ｎｍの第２高調波２９が共振器光軸Ａ２に沿って表
面２４ｂから出射され、レンズ系３２を通って偏光ビー
ムスプリッタ３５で反射され、外部に取出される。

【００６３】このようにレーザ媒質２３の発振波長１０
６４ｎｍに関して、波長４９０ｎｍのブルー光の和周波
と波長５３２ｎｍのグリーン光の第２高調波とが別個の
方位に発生する。

【００６４】こうして本実施例では、実施例３と同様な
構成であるが、レーザ媒質２３と非線形光学素子２４と
が接着材等で固定されてモノリシック化され、部品点数
が削減するとともに光軸変動が解消され、小型で信頼性
の高い固体レーザ装置が得られる。

【００６５】（実施例５）図７は、本発明の第５実施例
を示す構成図である。固体レーザ装置は、レーザ媒質２
３を励起するための波長８０９ｎｍのポンピング光２６
を出力する半導体レーザ２０と、ポンピング光２６を集
束するレンズ系２１、２２と、Ｎｄが１％ドープされた
Ｎｄ：ＹＶＯ₄ から成り、波長１０６４ｎｍで発振する
レーザ媒質２３と、ＫＮｂＯ₃ から成る和周波用光学素
子４２と、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ₄）から成る第２高調
波用光学素子４３などが順次配置されて構成される。半
導体レーザ２０は、ペルチェ素子を用いた温度調節回路
（図示せず）によって所定温度に維持され、出力および
波長の安定化が図られている。また、レンズ系２１とレ
ンズ系２２との間には、ミキシング光３３を導入するた
めの偏光ビームスプリッタ３５が配置される。

【００６６】レーザ媒質２３と和周波用光学素子４２と
第２高調波用光学素子４３とで光共振器２５が構成さ
れ、レーザ媒質２３の表面２３ｂと和周波用光学素子４
２の表面４２ａ、および和周波用光学素子４２の表面４
２ｂと第２高調波用光学素子４３の表面４３ａとはそれ
ぞれ互いに接している。レーザ媒質２３の表面２３ａの
中央付近にはフォトリソグラフィーを利用した微細加工
技術を用いて、微小球面２３ｃが形成されており、その
開口半径は１００μｍで、その曲率半径は１２ｍｍであ
る。

【００６７】一方、波長６９５ｎｍのミキシング光３３
を出力する半導体レーザ３０（東芝製、ＴＯＬＤ−９１
５０Ｓ）が配置され、ミキシング光３３はレンズ系３１
によってコリメートされ、アナモルフィックプリズムペ
ア３７によってビーム径が整形され、さらに焦点調節用
のレンズ系３２を通過して、偏光ビームスプリッタ３５
によって図７中右方に反射されて、ポンピング光２６と
共軸になる。

【００６８】レーザ媒質２３の表面２３ａには、レーザ
媒質２３の発振波長１０６４ｎｍに対して反射率が９
９．９％であって、かつポンピング光２６の波長８０９
ｎｍおよびミキシング光３３の波長６９５ｎｍに対して
透過率が９５％以上となるコーテイングが施される。ま
た、レーザ媒質２３の和周波用光学素子４２側の表面２
３ｂには、波長１０６４ｎｍに対して透過率が９９．９
％であって、波長６９５ｎｍに対して透過率が９５％以
上となるコーテイングが施される。また、和周波用光学
素子４２の表面４２ａ、４２ｂおよび第２高調波用光学
素子４３の表面４３ａには、波長１０６４ｎｍに対して
透過率が９９．９％となるコーテイングが施される。第
２高調波用光学素子４３の表面４３ｂには、波長１０６
４ｎｍに対して反射率が９９．９％であって、波長４２
０ｎｍおよび波長５３２ｎｍに対して透過率が９５％と
なるコーティングが施される。

【００６９】したがって、発振波長１０６４ｎｍに注目
すると、レーザ媒質２３の微小球面２３ｃと第２高調波
用光学素子４３の表面４３ｂの間で直線的な共振器光軸
が形成されている。なお、ポンピング光２６およびミキ
シング光３３は、共振器光軸に沿ってレーザ媒質２３、
和周波用光学素子４２および第２高調波用光学素子４３
に入射される。

【００７０】和周波用光学素子４２としてＫＮｂＯ₃ 結
晶を使用する場合、結晶のｃ軸に対して角度θ＝９０゜
かつａ軸に対してφ＝０゜の方向に切出した、厚さ５ｍ
ｍのいわゆるａ軸結晶が用いられ、表面４２ａはａ軸に
対して垂直な面となる。また、第２高調波用光学素子４
３としてＫＴＰ結晶を使用する場合、結晶のｃ軸に対し
て角度θ＝９０゜かつａ軸に対してφ＝２４．４゜の方
向に切出した厚さ２ｍｍのものを配置する。この配置に
よって、和周波用光学素子４２において和周波発生（１
０６４ｎｍ＋６９５ｎｍ→４２０ｎｍ）に対して位相整
合条件を満足し、また第２高調波用光学素子４３におい
て第２高調波発生（１０６４ｎｍ→５３２４ｎｍ）に対
して位相整合条件を満足する。

【００７１】次に動作について説明する。半導体レーザ
２０から放射されるポンピング光２６の偏光方向は光軸
の垂直上方（図７紙面と平行）と一致するため、ポンピ
ング光２６は偏光ビームスプリッタ３５を通過して、レ
ンズ系２２によって集束されて、微小球面２３ｃを通過
してレーザ媒質２３に入射すると、レーザ媒質２３中に
反転分布が形成され、Ｎｄ：ＹＶＯ₄ 結晶の場合は波長
１０６４ｎｍのレーザ発振が起こる。発振したレーザ光
２８は、微小球面２３ｃと表面４３ｂとの間で往復する
ように進行する。

【００７２】まず和周波光３６に注目すると、半導体レ
ーザ３０から放射された波長６９５ｎｍのミキシング光
３３がレーザ媒質２３および和周波用光学素子４２の内
部を共振器光軸に沿って図７中右方へ進行する。する
と、波長１０６４ｎｍのレーザ光２８と波長６９５ｎｍ
のミキシング光３３とが和周波混合されて、波長４２０
ｎｍの和周波光３６が発生し、表面４３ｂから共振器光
軸に沿った方位に出射する。

【００７３】次に第２高調波２９に注目すると、波長１
０６４ｎｍのレーザ光２８が第２高調波用光学素子４３
を往復することによって非線形効果が作用して、波長１
０６４ｎｍの半分である波長５３２ｎｍの第２高調波２
９が共振器光軸に沿って出射する。

【００７４】一方、ミキシング光３３に注目すると、半
導体レーザ３０から放射された波長６９５ｎｍのミキシ
ング光３３が、レーザ媒質２３、和周波用光学素子４２
および第２高調波用光学素子４３の内部を図７中右方へ
進行するとともに、和周波発生および第２高調波発生に
寄与しなかったミキシング光３３は共振器光軸に沿って
出射される。

【００７５】このようにレーザ媒質２３の発振波長１０
６４ｎｍに関して、ブルー光である波長４２０ｎｍの和
周波と、グリーン光である波長５３２ｎｍの第２高調波
と、レッド光である波長６９５ｎｍのミキシング光が同
一方位に発生する。こうして光の三原色に対応するレー
ザ光が同時に得られる。

【００７６】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、発
振波長λａに関して、波長λｃの和周波と波長（λａ／
２）の第２高調波という複数波長のレーザ光を別々の方
位または同一の方位に沿って同時に得ることができる。

【００７７】こうして部品点数が少なく、信頼性が高い
複数波長レーザ光の発生方法および装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す構成図である。

【図２】図１の非線形光学素子２４の形状図である。

【図３】本発明の第２実施例を示す構成図である。

【図４】図３の非線形光学素子２４の形状図である。

【図５】本発明の第３実施例を示す構成図である。

【図６】本発明の第４実施例を示す構成図である。

【図７】本発明の第５実施例を示す構成図である。

【図８】従来の第２高調波発生用固体レーザ装置の一例
を示す構成図である。

【図９】従来の和周波発生用固体レーザ装置の一例を示
す構成図である。

【符号の説明】

２０、３０ 半導体レーザ ２１、２２、３１、３２ レンズ系 ２３ レーザ媒質 ２３ｃ 微小球面 ２４ 非線形光学素子２４ ２５ 共振器 ２６ ポンピング光 ２９ 第２高調波 ３３ ミキシング光 ３５ 偏光ビームスプリッタ ３６ 和周波光 ３７ アナモルフィックプリズムペア ３８ ビームサーキュライザ ４０ 球面ミラー ４１ リング共振器 ４２ 和周波用光学素子 ４３ 第２高調波用光学素子

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長λａで発振するレーザ媒質および非
   線形光学素子を共振器内に配置し、該非線形光学素子に
   波長λａに対する傾斜反射面を形成して互いに交差する
   複数の共振器光軸を形成し、外部から波長λｂのレーザ
   光をレーザ媒質の第１光軸に沿って前記非線形光学素子
   に導入して波長λｃ（但し、１／λｃ＝１／λａ＋１／
   λｂ）の和周波光を発生させるとともに、前記レーザ媒
   質の第２光軸に沿って波長λａの第２高調波λａ／２を
   発生させることを特徴とする複数波長レーザ光の発生方
   法。
2. 【請求項２】 波長λａで発振するレーザ媒質および非
   線形光学素子をリング共振器内に配置し、該非線形光学
   素子に波長λａに対する反射面を形成して互いに交差す
   る複数の共振器光軸を形成し、外部から波長λｂのレー
   ザ光を第１光軸に沿って前記非線形光学素子に導入して
   波長λｃ（但し、１／λｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和
   周波光を発生させるとともに、第２光軸に沿って波長λ
   ａの第２高調波λａ／２を発生させることを特徴とする
   複数波長レーザ光の発生方法。
3. 【請求項３】 波長λａで発振するレーザ媒質、和周波
   用光学素子および第２高調波用光学素子を共振器内に配
   置し、外部から波長λｂのレーザ光を共振器光軸に沿っ
   て和周波用光学素子に導入して、波長λｃ（但し、１／
   λｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和周波光を発生させると
   ともに、第２高調波用光学素子から波長λａの第２高調
   波λａ／２を発生させ、かつλｂ，λｃ，λａ／２の３
   つの波長のレーザ光を同一方向に取り出すことを特徴と
   する複数波長レーザ光の発生方法。
4. 【請求項４】 前記和周波用光学素子はＫＮｂＯ₃ から
   成り、前記第２高調波用光学素子はＫＴｉＯＰＯ₄ から
   成り、かつ波長λｂは赤色光波長であることを特徴とす
   る請求項３記載の複数波長レーザ光の発生方法。
5. 【請求項５】 波長λａで発振するレーザ媒質および非
   線形光学素子を含む共振器と、 互いに交差する複数の共振器光軸を形成するため、該非
   線形光学素子に形成された波長λａに対する傾斜反射面
   と、 波長λｂのレーザ光を発生して、レーザ媒質の共振器光
   軸に沿って該非線形光学素子に導入するための混合用レ
   ーザ光源とを備え、 レーザ媒質の第１光軸に沿って波長λｃ（但し、１／λ
   ｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和周波光を発生させるとと
   もに、前記レーザ媒質の第２光軸に沿って波長λａの第
   ２高調波λａ／２を発生させることを特徴とする複数波
   長レーザ光の発生装置。
6. 【請求項６】 波長λａで発振するレーザ媒質および非
   線形光学素子を含むリング共振器と、 互いに交差する複数の共振器光軸を形成するため、該非
   線形光学素子に形成された波長λａに対する反射面と、 波長λｂのレーザ光を発生して、第１共振器光軸に沿っ
   て該非線形光学素子に導入するための混合用レーザ光源
   とを備え、 第１共振器光軸に沿って波長λｃ（但し、１／λｃ＝１
   ／λａ＋１／λｂ）の和周波光を発生させるとともに、
   第２共振器光軸に沿って波長λａの第２高調波を発生さ
   せることを特徴とする複数波長レーザ光の発生装置。
7. 【請求項７】 波長λａで発振するレーザ媒質、和周波
   用光学素子および第２高調波用光学素子を含む共振器
   と、 波長λｂのレーザ光を発生して、共振器光軸に沿って和
   周波用光学素子に導入するための混合用レーザ光源とを
   備え、 共振器光軸に沿って、和周波用光学素子から波長λｃ
   （但し、１／λｃ＝１／λａ＋１／λｂ）の和周波光を
   発生させ、かつ第２高調波用光学素子から波長λａの第
   ２高調波λａ／２を発生させ、かつλｂ，λｃ，λａ／
   ２の３つの波長のレーザ光を同一方向に取り出すことを
   特徴とする複数波長レーザ光の発生装置。
8. 【請求項８】 前記和周波用光学素子はＫＮｂＯ₃ から
   成り、前記第２高調波用光学素子はＫＴｉＯＰＯ₄ から
   成り、かつ波長λｂは赤色光波長であることを特徴とす
   る請求項７記載の複数波長レーザ光の発生装置。