JPH0856042A

JPH0856042A - レーザ共振器組立方法

Info

Publication number: JPH0856042A
Application number: JP19243794A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Mizuno; 剛水野; Hisashi Masuda; 久増田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-08-16
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 1996-02-27
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3336753B2

Abstract

(57)【要約】【目的】各光学素子間の干渉がなく、熱応答が十分に
得られるレーザ共振器の小型化を可能にするレーザ共振
器組立方法を提供する。【構成】大きく分けて、励起用光源部１１、レーザ共
振器組立部１５及び調整用光学系１６で構成される。先
ず、励起用レーザ発振器１、対物レンズ２及び調整用レ
ーザ発振器７の光軸を合わせる。続いて、レーザ共振器
組立部１５内の所定位置にレーザ共振器用基板８を設置
し、レーザ共振器用基板８上で非線形光学結晶素子５の
位置決め調整を、調整用レーザ発振器７からの調整用レ
ーザ光を非線形光学結晶素子５の光学鏡面に当てて得ら
れる反射光を参照して行い、接着固定する。固体レーザ
素子４についても同様にレーザ共振器用基板８上で位置
決め調整及び接着固定を行う。１／４波長板３の位置決
め調整を行う際に、励起用レーザ発振器１からの励起用
レーザ光にて動作状態に応じて行い、接着固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ共振器組立方法
に関し、特に、小型集積型の第２高調波発生（ＳＨＧ：
Second harmonic generation）レーザ光を発生する外部
励起型ＳＨＧレーザ光発生装置のレーザ共振器組立方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、第２高調波レーザ光を発生す
る、いわゆるＳＨＧレーザ光発生装置には、外部共振型
のＳＨＧレーザ光発生装置や、内部共振型で共振器内部
の非線形光学結晶素子によるＳＨＧレーザ光発生装置等
が存在する。

【０００３】図８には、一般的な内部共振型のレーザ光
発生装置の概略的な構成を示す。このレーザ光発生装置
は励起用光源部とレーザ共振器部とから成る。励起用光
源部である図８の励起用光源５０は、レーザ共振器部５
８内のレーザ素子５４の吸収線の波長に一致する波長を
有しており、レーザ発振用のエネルギをレンズ５１を介
してレーザ共振器部５８に出力する。

【０００４】このレーザ共振器部５８は、一対の蒸着膜
５２、５６の間に、ミラー５３、レーザ素子５４、非線
形光学結晶素子５５及びミラー５７を備えたものであ
る。例えば、上記励起用光源５０の発振波長をλ₀ 、上
記レーザ共振器部５８内のレーザ素子５４の発振波長を
λ₁ とする場合に、上記蒸着膜５２は、ミラー５３にお
いて入力波長λ₀ で高透過率、出力波長λ₁ 及び出力波
長λ₁ ／２で高反射率となるように形成され、上記蒸着
膜５６は、ミラー５７において入力波長λ₁ で高反射
率、出力波長λ₁ ／２で高透過率となるように形成され
る。

【０００５】従って、レーザ共振器部５８に入力された
エネルギは、蒸着膜５２が形成されたミラー５３を通過
し、レーザ素子５４に入力されることにより、発振波長
λ₁の光が発振される。この光が発振中に、上記非線形
光学結晶素子５５において、発振波長λ₁ ／２の光が生
じる。ここで、上記発振波長λ₁ の光は、一対の蒸着膜
５２、５６によりレーザ共振器部５８内に閉じ込められ
るが、蒸着膜５６は出力波長λ₁ ／２で高透過率である
ので、上記発振波長λ₁ ／２の光は、ミラー５７及び蒸
着膜５６を透過して、出力される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
上述のような複数の光学素子から成るレーザ共振器を構
成する場合には、各光学素子の各光学鏡面の相対位置関
係の調整方法と固定法及び経時変化に対する各光学素子
間の相対位置関係の維持が問題となる。すなわち前者
は、初期特性の確保、あるいは所定の性能の再現性の確
保に必要不可欠であり、後者は、各光学素子の線熱膨張
係数が異なるため、環境等による温度変化が生じる場合
問題となる。また、上述した問題点は、互いに密接な関
係にあるため、両者の問題点を一度に解決するようなレ
ーザ共振器の調整、あるいは組立方法の提案が望まれ
る。

【０００７】従って、これらの問題を回避するために、
図９に示すように、第一の方法として、各光学素子５
２、５４、５５、５７の各光学鏡面をそれぞれ直接に接
着し、レーザ共振器部５８を組み立てて、基板６０にレ
ーザ共振器部５８全体を、あるいはレーザ共振器部５８
の一部を接続する方法がある。ここで、基板６０は第２
高調波の位相条件を満たすことができるように、レーザ
共振器部５８を所定の温度に制御するものである。

【０００８】この第一の方法では、レーザ共振器を構成
する際に、各光学素子の光学鏡面を貼り合わせるため、
各光学素子の所定の位置関係が、調整することなく光学
素子の公差範囲内に納まるという利点がある。

【０００９】しかし、この方法では例えば、図１０に示
すように、レーザ共振器部５８全体を基板６０に固定す
ると、各光学素子の接続面は、２面以上あり、各接続面
での線熱膨張係数の違いによる各光学素子への伸縮がス
トレスを生じやすく、光学素子の破壊等の現象が起こり
易い。また、各光学素子が接着されるため、加工公差を
考慮すると、一部の光学素子と基板６０との間に隙間が
生じることになる。この隙間を接着剤で埋めると、接着
剤の種類、硬化方式及び硬化条件等により、接着面での
ストレス量及び伸縮率が変わるため、熱量の変化等に伴
う基板６０からレーザ共振器部５８へのストレスにムラ
が生じ、レーザ共振器部５８全体の経時変化を起こし易
くなる。図１１は、図１０に示したレーザ共振器の要部
の拡大図を示す図であるが、図１１で、接着面６１では
矢印６３に示される方向に、接着面６２では矢印６４に
示される方向にそれぞれ伸縮が起こっている。さらに、
接着面６１及び６２の線熱膨張係数をそれぞれｋ₁ 、ｋ
₂ としてｋ₁ ＞ｋ₂ の関係にある場合、所定の温度変化
に対して、光学素子５２内に矢印６５に示される方向の
力も加わることになり、接着面６２で剥がれ等が生じ易
い。

【００１０】また、上述した問題を最大限緩和するため
には、図１２に示されるように、レーザ共振器部５８の
一部を基板６０に設けられた支持台部６０ａに接続する
方法がある。これにより、光学素子同士の接着において
は、線熱膨張係数の違いはあるものの、光軸方向に対し
ては自由になるため、上記ストレスは減少すると期待さ
れる。

【００１１】しかし、この方法では、レーザ共振器部５
８をレーザモジュール中に組み入れ、基板６０に固定す
る際、固定箇所をレーザ共振器部５８を構成する複数の
光学素子のうちの一つで行う必要がある。これにより、
熱応答に関する問題が起こる。すなわちＳＨＧレーザに
おいては、所定の位相整合条件を有するため、各光学素
子を決められた温度条件の下で管理する、具体的には、
光学素子を接続した基板などに温度制御素子を取り付け
てレーザ共振器の温度を管理する必要があるのだが、上
述したように、レーザ共振器部５８を構成する光学素子
で基板６０に接続されるのは一つだけであり、熱の制御
は全て基板６０に接続される光学素子を介して行われる
ため、所定の温度状態を達成する時間は、図１０に示さ
れたレーザ共振器のように各光学素子がそれぞれ基板に
接続される場合に比べ遅くなり、レーザ全体の立ち上が
り時間に影響を及ぼすことになる。

【００１２】この問題点は、ＳＨＧレーザ素子を有する
レーザ共振器のみではなく、他の所定の動作温度を維持
しなければならないレーザ共振器についても共通してい
る。

【００１３】よって、第二の方法として、図１３に示す
ように、各光学素子を接着せずに、各光学鏡面どうしを
合わせたまま、左右から圧力をかけて機械的に固定する
方法がある。この方法においては、各光学素子５２、５
４、５５、５７の間に、各光学素子どうしの干渉を緩和
するためのスペーサ５９ａ、５９ｂ、５９ｃをそれぞれ
挟み、基板６０に接着する。この基板６０に接着された
各光学素子を、板バネ７０ａ、７０ｂを用いて、光束を
通すアパーチャを有する押しあて用基準面７１に押し付
けることにより、レーザ共振器部５８全体を固定する。

【００１４】この第二の方法では、各光学素子の光学鏡
面同士を合わせるので、加工公差範囲内で自動的にアラ
イメントがなされるため、第一の方法と同様、組み立て
時の調整が不要であるという利点がある。

【００１５】しかし、この第二の方法では、レーザ共振
器部５８は機械的な復元力を備えていないので、一度相
対位置が変化すると、元の位置に戻すことができない。
すなわち、各光学素子の線熱膨張係数が異なるので、相
対する光学鏡面における各光学素子の伸縮による干渉を
回避することができない。また、光弾性が変化し、位相
整合にずれが生じたり、経時変化が発生したりする。こ
れにより、第２高調波のノイズレベルや出力パワー等が
変化してしまう。

【００１６】また、第一の方法及び第二の方法で、共通
する問題点として、例えばレーザ共振器内でレーザ発振
に際して、ノイズ低減化等の目的により、ＳＨＧレーザ
素子内での位相の制御をする場合、ＳＨＧレーザ素子の
光学鏡面にウェッジをつけて、光軸に対して光学素子を
横ずらしすることで、上記問題点を解決するような方法
が考えられるが、このような調整を行う場合、ＳＨＧレ
ーザ素子内のビームスポットサイズ程度の横ずらし量精
度が必要となるが、上記第一の方法及び第二の方法で
は、実際には対応できないと考えられる。

【００１７】また、第三の方法として、特開昭６３−２
７０７９号公報や、特開昭６３−２７０７８０号公報に
開示されているように、レーザ共振器を形成する各光学
素子をそれぞれ適当な治具に固定、保持、あるいは挿入
し、この治具と一体化した各光学素子を基準となる基板
に接着する方法がある。この方法においては、各光学素
子をそれぞれの形状に適した治具に固定、保持または挿
入するため、基準となる基板の形状を円筒形やＶ字構造
というように各治具と互いに補完しあうように構成する
ことで、調整操作を経ることなくレーザ共振器を構成す
ることが可能である。具体的には、各素子を円筒状の治
具にそれぞれ固定し、筒状の基準治具に落とし込んだ
り、Ｕ字、またはＶ字構造の基準治具に各素子を治具ご
とに固定する等の方法が考えられる。

【００１８】この第三の方法では、熱応答性に優れてい
ること、各光学素子の保持用治具と基準治具との組み立
て時の位置再現性が各治具の加工公差内に抑えられるこ
と、また経時変化に対して強いこと等が挙げられる。

【００１９】しかし、第三の方法では、各光学素子をそ
れぞれの保持用治具に固定する際、接着、または機械的
固定法等が行われるが、各光学素子が２面以上の接続面
を持つため、各接続面での線熱膨張係数の違いから生じ
る図１１の例に挙げた問題点と同様の問題点が生じるこ
とになる。また、各光学素子をそれぞれ専用の治具で保
持するため、レーザ共振器を小型化するのに限界がある
という問題点もある。

【００２０】そこで、本発明は上述の実情に鑑みてなさ
れたものであり、各光学素子間の干渉がなく、熱応答が
十分に得られるレーザ光発生装置の小型化を可能とする
レーザ共振器組立方法をを提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ共振
器組立方法は、上述した課題を解決するため、レーザ共
振用の励起用レーザ光及びこの励起用レーザ光を集束さ
せるための対物レンズとの光軸と、調整用レーザ光の光
軸とを合わせる光軸合わせ工程と、上記調整用レーザ光
の出射位置にスクリーン、すなわち座標版あるいは座標
板を設置するスクリーン設置工程と、上記励起用レーザ
光及び上記調整用レーザ光の光軸に沿った所定位置にレ
ーザ共振器用基板を配置する基板配置工程と、このレー
ザ共振器用基板上に上記調整用レーザ光の光軸に基づい
て複数の光学素子を配置し、上記調整用レーザ光を上記
各光学素子の光学的鏡面にて反射させ得られる反射光を
上記スクリーンに投射して上記各光学素子の設置位置を
決定する位置決定工程と、上記励起用レーザ光を位置決
定工程にて位置を決定した光学素子に照射して光学系全
体のアライメントを行うアライメント工程を有してい
る。

【００２２】また、上記調整用レーザ光は、平行状の可
視光領域のレーザ光であることが好ましい。

【００２３】また、レーザ共振器部は、固体レーザ素
子、非線形光学結晶素子及び１／４波長板から構成され
ることが挙げられる。

【００２４】また、上記１／４波長板を上記固体レーザ
素子貼り付けてもよい。

【００２５】また、上記固体レーザ素子としてＮｄ：Ｙ
ＡＧ（ネオジム：イットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット）結晶を、また上記非線形光学結晶素子として、Ｋ
ＴｉＯＰＯ₄ 結晶を用いることが好ましい。

【００２６】

【作用】本発明に係るレーザ共振器組立方法によれば、
レーザ共振器を構成する各光学素子を所定の基板上位置
に独立に配置することができるので、上記各光学素子の
線熱膨張係数の違いによる影響を抑えられる。また、上
記各光学素子は、上記基板にそれぞれ独立に接着固定す
ることができるので、熱応答性を犠牲にすることなく第
２高調波発生レーザの立ち上がり時間を短縮できる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係るレーザ共振器組立方法の
好ましい実施例について、図面を参照しながら詳細に説
明する。

【００２８】図１は、本発明の実施例となるレーザ共振
器組立方法により組み立てた典型的な第２高調波発生
（ＳＨＧ：Second harmonic generation）レーザ光を発
生する外部励起型ＳＨＧレーザ光発生装置の構成を示し
ている。

【００２９】この外部励起型ＳＨＧレーザ光発生装置
は、図１に示すように、励起用レーザ発振器１から出射
される励起用レーザ光の光軸上に対物レンズ２、高反射
膜１３を被着させた１／４波長板３、固体レーザ素子４
及びＳＨＧレーザ光のみを透過する高反射膜１４を被着
させた非線形光学結晶素子５を配置させている。ここ
で、１／４波長板３、固体レーザ素子４及び非線形光学
結晶素子５は、レーザ共振器部１２を構成している。

【００３０】図２は、本実施例のレーザ共振器組立方法
を適用して、上記外部励起型ＳＨＧレーザ光発生装置を
組み立てる際の光学系の構成を示す図である。

【００３１】上記光学系は、図２に示すように、大きく
分けて、励起光源部１１、レーザ共振器組立部１５及び
調整用光学系１６に分けられる。励起光源部１１は励起
用レーザ発振器１と対物レンズ２とで構成される。レー
ザ共振器組立部１５は１／４波長板３、固体レーザ素子
４及び非線形光学結晶素子５で構成されるレーザ共振器
部１２が組み立てられる領域であり、レーザ共振器用基
板が所定の位置に接続される。調整用光学系１６は、調
整用レーザ発振器７と調整用スクリーン６とで構成され
る。ここで、励起用レーザ発振器１から出射される励起
用レーザ光の光軸上には、対物レンズ２、１／４波長板
３、固体レーザ素子４及び非線形光学結晶素子５が配置
される。また、調整用レーザ発振器７からの調整用レー
ザ光の光軸と上記励起用レーザ光の光軸とは同一にす
る。この調整用レーザ光は、例えばヘリウム−ネオンレ
ーザ光を用い、さらに上記光学素子のそれぞれの光学鏡
面に対して、所定の反射率を有する波長とする。また、
調整用スクリーン６は、上記調整用レーザ光の出射位置
を中心にして配置される。

【００３２】先ず、本実施例のレーザ共振器組立方法の
概要を説明する。励起用レーザ発振器１で発振される励
起用レーザ光及び対物レンズ２の光軸と、調整用レーザ
発振器７で発振される調整用レーザ光の光軸とを合わせ
て三次元調整可能で適切な治具に設置する。次に、調整
用スクリーン６を上記調整用レーザ光の出射位置が中心
となるように上記治具に設置する。続いて、上記レーザ
共振器組立部１５上で、かつ、上記励起用レーザ光及び
上記調整用レーザ光の光軸に沿った所定位置にレーザ共
振器用基板８を取り付ける。このレーザ共振器用基板を
取り付ける位置は、励起用レーザ光と対物レンズとによ
り設計上要求される位置関係及び調整用レーザ光の光軸
との位置関係を満足するようにする。続いて、レーザ共
振器用基板８上に高反射膜１４を被着させた非線形光学
結晶素子５と固体レーザ素子４とを順に位置決めし、接
着固定する。ここで、固体レーザ素子４及び非線形光学
結晶素子５は、それぞれの屈折率や厚さから、素子面の
光学鏡面の相対位置関係が決定されるため、上記調整用
レーザ光を各光学鏡面に当てたときの反射光は、光学設
計上の要請から調整用スクリーン６上の所定の座標位置
に映る。従って、各光学素子の位置決め調整は、各光学
素子からの上記反射光が上記所定の座標位置に乗るよう
に、光学素子をずらしながら調整すればよい。このと
き、調整用スクリーン６と上記光学素子との距離によ
り、位置合わせの精度が決定される。続いて、高反射膜
１３を凸部に被着させた１／４波長板３を位置決めする
際に、上記励起用レーザ光を対物レンズ２を介してレー
ザ共振器部１２に当てて、所定動作の確認をしてから、
１／４波長板３を固定し、レーザ共振器の組み立てを終
了する。

【００３３】図３は、本実施例のレーザ共振器組立方法
の主要工程の第一段階を示す図である。すなわち、非線
形光学結晶素子５の配置位置を、調整用レーザ発振器７
からの調整用レーザ光を参照しながらレーザ共振器用基
板８上で決定する様子を示す。座標は、図中に記される
ように、紙面上下方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸、左右方
向をＺ軸としている。

【００３４】ここで、レーザ共振器組立部１５内に設置
したレーザ共振器用基板８上には後述する基準線２１、
２２、２３及び２４が設けられており、高反射膜１４を
被着させた非線形光学結晶素子５を一辺が基準線２３
に、また他辺が基準線２４に沿うように位置決めする。
調整用レーザ発振器７からは、調整用レーザ光が非線形
光学結晶素子５の光学鏡面に当てられ、反射光が反射光
光路９を通り調整用スクリーン６上に映し出される。

【００３５】レーザ共振器用基板８上のＸ軸及びＺ軸方
向では、予め所定の位置関係を示すように基準線２１、
２２、２３及び２４が設けられている。例えば、基準線
２３は、上記光軸に沿った所定位置に平行度が調整され
て設けられる。この基準線２３に基づいて基準線２１、
２２及び２４を設けることができる。例えば、基準線２
３及び２４に合わせて、非線形光学結晶素子５を配置
し、上記調整用レーザ光を当てると、非線形光学結晶素
子５の光学鏡面にて反射した反射光は、反射光光路９の
延長上の、調整用スクリーン６上にて、例えばスポット
を形成する。このスポットの位置の座標は、光学素子と
調整用スクリーン６までの距離で決定されるため、この
上記反射光のスポット位置の座標が所定の位置に乗るよ
うに、非線形光学結晶素子５を矢印２５で示される方向
に移動させて位置決めを行う。

【００３６】図４は、本実施例のレーザ共振器組立方法
の主要工程の第二段階を示す図である。すなわち、レー
ザ共振器用基板８上での接続位置が調整された非線形光
学結晶素子５を固定する様子を示す。座標は、図２と同
様、紙面上下方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸、左右方向を
Ｚ軸としている。

【００３７】図４で、光学素子を固定する方法として、
例えば、光学素子の調整を行う直前に、レーザ共振器用
基板８上に接着剤、例えば紫外光硬化型接着剤を塗布し
ておき、上記調整が終了した後、紫外光を照射して固定
するのが考えられる。特に、紫外光硬化型接着剤の中で
も、シリコン系接着剤を使用するとレーザ共振器用基板
８と、光学素子及び接着剤の線熱膨張係数が異なる場合
でも、ストレスの発生を防止することができる。また、
非線形光学結晶素子５をレーザ共振器用基板８に固定し
た後は、Ｙ軸方向の調整を行うことができないため、予
め、非線形光学結晶素子５の加工精度を考慮した寸法誤
差、いわゆるトレランスを光学設計に折り込んでおくよ
うにする。このことは、他の光学素子についても同様で
ある。また、非線形光学結晶素子５を固定した後、固体
レーザ素子４についても、同様にレーザ共振器用基板８
に接続位置の調整、固定を行う。

【００３８】図５は、本実施例のレーザ共振器組立方法
の主要工程の残りの段階を示す図である。すなわち、非
線形光学結晶素子５、固体レーザ素子４を固定したレー
ザ共振器用基板８上に、高反射膜１３を被着させた１／
４波長板３を接続する様子を示す。座標は、図２及び図
３と同様、紙面上下方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸、左右
方向をＺ軸としている。

【００３９】図５において、レーザ共振器部１２のレー
ザ共振器用基板８に基準線２１及び２３に沿って１／４
波長板３が配置され、基準線２２及び２３に沿って固体
レーザ素子４が固定され、基準線２３及び２４に沿って
非線形光学結晶素子５が固定されている。

【００４０】そして、レーザ共振器用基板８上の１／４
波長板３の位置決め調整は、作製しているレーザ共振器
の出射動作状態に応じて行う。この調整は、励起用レー
ザ発振器１から励起用レーザ光を対物レンズ２を介し
て、１／４波長板３に当てて、レーザ共振器部１２から
ＳＨＧレーザ光を発生させ、調整用スクリーン６上に映
し出されるレーザスポットの位置を観測しながら、１／
４波長板３の接続をずらしながら行う。この動作の確認
後、１／４波長板３の固定を行いレーザ共振器の組み立
てを終了する。

【００４１】図６は、本実施例のレーザ共振器組立方法
にて作製したレーザ共振器を含む外部励起型ＳＨＧグリ
ーンレーザ光発生装置の具体例を示す図である。

【００４２】図６において、図１の固体レーザ素子４と
して、ネオジム：イットリウム−アルミニウム−ガーネ
ット結晶（以下、Ｎｄ：ＹＡＧという。）３４を、ま
た、図１の非線形光学結晶素子５として、ＫＴｉＯＰＯ
₄ 、（以下、ＫＴＰという。）３５を用いている。１／
４波長板３の励起用レーザ発振器１側はレーザ共振器の
ミラーを兼ねるための高反射膜１３を被着させ、またＫ
ＴＰ３５の出射端側はＳＧＨレーザ光の出力光の緑色光
を透過させ、Ｎｄ：ＹＡＧ３４で発振されるレーザ光を
反射させるような蒸着膜３６を被着させる。また、１／
４波長板３の励起用レーザ発振器側は、球面を有してい
る。

【００４３】図７は、本実施例にて作製したレーザ共振
器の他の具体例を示す図である。

【００４４】図７において、レーザ共振器用基板とし
て、熱効率の高い銅基板３８が用いられている。また、
１／４波長板３は、銅基板３８に直接接着されず、Ｎ
ｄ：ＹＡＧ３４の光学鏡面にアクリル系紫外光硬化型接
着剤にて接着面４２で接着される。また、Ｎｄ：ＹＡＧ
３４は接着面４１で、ＫＴＰ３５は接着面４３で、シリ
コン系紫外光硬化型接着剤にて銅基板３８上に固定され
る。

【００４５】図７で、１／４波長板３が、銅基板３８に
ではなく、Ｎｄ：ＹＡＧ３４の光学鏡面に接着されるの
は、１／４波長板３はきわめて薄いため、経時的な相対
位置ずれが生じることを防ぐためである。また、１／４
波長板３は、十分に薄いため直接銅基板３８から遊離さ
せても、銅基板３８に接続するのと同じくらいの熱応答
特性が得られる。

【００４６】以上のように本実施例のレーザ共振器組立
方法で、レーザ共振器を構成することで、すなわち、レ
ーザ基板上に個々の光学素子を独立に配し、これらの光
学素子で構成されるレーザ共振器に入力する励起用レー
ザと同一の光軸上を通る調整用レーザ光を各光学素子の
光学鏡面に当てて得られる反射光を、上記調整用レーザ
光の出射位置に設けた調整用スクリーンにて観測し、各
反射光を所定の位置関係に調整、固定するようなレーザ
共振器組立方法により、上記各光学素子を、簡素な光学
系を用いて、高精度に配置するレーザ共振器を構成する
ことができる。また、上記各光学素子の上記レーザ共振
器上での位置決め調整を行う際に得られる調整信号を、
上記各光学素子に対して非接触に得られるため、位置決
め調整時の各光学素子の光学鏡面の汚れ、特性変化を極
力防ぐことができる。

【００４７】なお、本実施例では、光学素子を接続する
順序を、非線形光学結晶素子、固体レーザ素子及び１／
４波長板としたが、これに限定されるものではなく、１
／４波長板、固体レーザ素子及び非線形光学結晶素子の
順序にして、レーザ共振器用基板上の非線形光学結晶素
子の位置決め調整は、作製しているレーザ共振器の出射
動作状態に応じて行えばよい。

【００４８】また、具体例及び他の具体例では、非線形
光学結晶素子として、ＫＴＰを用いたが、これに限定さ
れることはなく、例えばＬｉＮｂＯ₃ あるいはＫＮｂＯ
₃ 等の他の非線形光学結晶素子を用いても同様の効果を
得ることは言うまでもない。

【００４９】また、他の具体例では、１／４波長板を直
接レーザ共振器用基板に接着するのではなく、Ｎｄ：Ｙ
ＡＧの光学鏡面に貼り付けて、Ｎｄ：ＹＡＧをレーザ共
振器用基板に接着していたが、これに限定されるもので
はなく、例えば１／４波長板が十分な厚みを持つ光学素
子として、光学設計をなすことができる場合、１／４波
長板とＮｄ：ＹＡＧとは独立にレーザ共振器用基板に接
着してもよい。

【００５０】また、スクリーンあるいは座標板として、
レーザ光を投射するためのスクリーンを用いたが、こち
らもこれに限定されることはなく、フォトダイオード
（photodiode）等の他の感光素子を用いて、モニタして
もよい。

【００５１】

【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明に係
るレーザ共振器組立方法によれば、レーザ共振用の励起
用レーザ光及びこの励起用レーザ光を集束させるための
対物レンズとの光軸と、調整用レーザ光の光軸とを合わ
せる光軸合わせ工程と、上記調整用レーザ光の出射位置
にスクリーンを設置するスクリーン設置工程と、上記励
起用レーザ光及び上記調整用レーザ光の光軸に沿った所
定位置にレーザ共振器用基板を配置する基板配置工程
と、このレーザ共振器用基板上に上記調整用レーザ光の
光軸に基づいて複数の光学素子を配置し、上記調整用レ
ーザ光を上記各光学素子の光学的鏡面にて反射させ得ら
れる反射光を上記スクリーンに投射して上記各光学素子
の設置位置を決定する位置決定工程と、上記励起用レー
ザ光を位置決定工程にて位置を決定した光学素子に照射
して光学系全体のアライメントを行うアライメント工程
を有しているため、上記各光学素子間の干渉がなく、熱
応答が十分に得られるレーザ共振器の構成を行うことが
できる。また、構成するレーザ共振器の小型化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ共振器組立方法にて組み立
てたレーザ共振器を含む外部励起型ＳＨＧレーザ光発生
装置の概略構成を示す図である。

【図２】本実施例にて外部励起型ＳＨＧレーザ発生装置
を組み立てる際の光学系を示す図である。

【図３】本実施例のレーザ共振器組立方法の主要工程の
第一段階を説明する図である。

【図４】本実施例のレーザ共振器組立方法の主要工程の
第二段階を説明する図である。

【図５】本実施例のレーザ共振器組立方法の主要工程の
残りの段階を説明する図である。

【図６】本実施例にて作製したレーザ共振器を含むレー
ザ光発生装置の具体例を示す図である。

【図７】本実施例にて作製したレーザ共振器の他の具体
例を示す図である。

【図８】従来のレーザ共振器の構成の一例を示す図であ
る。

【図９】従来のレーザ共振器の組み立ての第一の方法の
概要を示す図である。

【図１０】第一の方法による従来のレーザ共振器の組み
立て例を示す図である。

【図１１】従来のレーザ共振器の第一の組み立て例の要
部の拡大した様子を示す図である。

【図１２】第一の方法による従来のレーザ共振器の他の
組み立て例をを示す図である。

【図１３】従来のレーザ共振器の組み立ての第二の方法
の概要を示す図である。

【符号の説明】

１励起用レーザ発振器２対物レンズ３１／４波長板４固体レーザ素子５非線形光学結晶素子６調整用スクリーン７調整用レーザ発振器８レーザ共振器用基板９反射光光路１１励起光源部１２レーザ共振器部１３高反射膜１４高反射膜１５レーザ共振器組立部１６調整用光学系３４Ｎｄ：ＹＡＧ３５ＫＴＰ３６蒸着膜３８銅基板３９レーザ共振器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の光学素子のレーザ共振器上での位
置決め調整をするのに調整用レーザ光及び調整用スクリ
ーンから成る調整用光学系を用いて行うレーザ共振器組
立方法であって、レーザ共振用の励起用レーザ光の光軸と、上記励起用レ
ーザ光を集束させるための対物レンズとの光軸と、上記
調整用レーザ光の光軸とを合わせる光軸合わせ工程と、上記励起用レーザ光及び上記調整用レーザ光の光軸に沿
った所定位置にレーザ共振器用基板を配置する基板配置
工程と、上記レーザ共振器用基板上に各光学素子を配置し、上記
調整用レーザ光を各光学素子の光学的鏡面にて反射さ
せ、この反射光を上記スクリーンに投射して上記各光学
素子の設置位置を決定する位置決定工程と、最終的に、上記励起用レーザ光を位置決定工程にて位置
を決定した光学素子に照射して、光学系全体のアライメ
ントを行うアライメント工程とを有することを特徴とす
るレーザ共振器組立方法。
【請求項２】上記調整用レーザ光は、平行状の可視光
領域のレーザ光であることを特徴とする請求項１記載の
レーザ共振器組立方法。
【請求項３】上記レーザ光共振器は、一対の反射面間
に、固体レーザ素子、非線形光学結晶素子、１／４波長
板を備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ共振
器組立方法。
【請求項４】上記１／４波長板を、上記固体レーザ素
子に貼り付けることを特徴とする請求項３記載のレーザ
共振器組立方法。
【請求項５】上記固体レーザ素子としてＮｄ：ＹＡＧ
（ネオジム：イットリウム−アルミニウム−ガーネッ
ト）結晶を、上記非線形光学結晶素子としてＫＴｉＯＰ
Ｏ₄ 結晶を用いることを特徴とする請求項３記載のレー
ザ共振器組立方法。