JPH0895105A - 第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置 - Google Patents
第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置Info
- Publication number
- JPH0895105A JPH0895105A JP19030195A JP19030195A JPH0895105A JP H0895105 A JPH0895105 A JP H0895105A JP 19030195 A JP19030195 A JP 19030195A JP 19030195 A JP19030195 A JP 19030195A JP H0895105 A JPH0895105 A JP H0895105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- wavelength
- resonator
- laser
- harmonic generation
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザプリンタ装置などに用いられるレーザ
光源として、発振しきい値を低減させ、第二高調波発生
装置の効率および信頼性向上可能とする。 【構成】 励起光源としての半導体レーザと、前記励起
光源により励起される固体レーザ結晶であるＬｉＳＡＦ
（Cr:LiSrAlF6；クロム添加のフッ化リチュウムストロ
ンチュウムアルミニュウム）結晶から発生する第１の放
射を発振するための共振器構造を有し、前記第１の発振
波の波長を制御するための制御素子を有し、前記第１の
発振波を基本波として第２の発振波である第二高調波に
波長変換するための非線形結晶を前記共振器内に有する
第二高調波発生装置である。
光源として、発振しきい値を低減させ、第二高調波発生
装置の効率および信頼性向上可能とする。 【構成】 励起光源としての半導体レーザと、前記励起
光源により励起される固体レーザ結晶であるＬｉＳＡＦ
（Cr:LiSrAlF6；クロム添加のフッ化リチュウムストロ
ンチュウムアルミニュウム）結晶から発生する第１の放
射を発振するための共振器構造を有し、前記第１の発振
波の波長を制御するための制御素子を有し、前記第１の
発振波を基本波として第２の発振波である第二高調波に
波長変換するための非線形結晶を前記共振器内に有する
第二高調波発生装置である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光エレクトロニクス分
野、特に可視レーザ光源および可視レーザ光源を用いた
レーザプリンタ装置に関する。
野、特に可視レーザ光源および可視レーザ光源を用いた
レーザプリンタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化時代の進展に伴い、光ディス
ク装置やレーザプリンタ装置などの光記録分野において
記録密度向上や高速印刷の要求を満足するため、短波長
化への要求が高まっている。しかし製品化レベルでの要
求の多い波長域である青領域を満足する光源としてはＨ
ｅ−Ｃｄ（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置やＡｒ
（アルゴン）レーザ装置などのガスレーザ装置しかな
く、例えば光ディスク装置に搭載するには大型で消費電
力が大きく不向きであった。また、前記ガスレーザ装置
は一部のレーザプリンタ装置に実際に光源として搭載さ
れているが、将来小型・低消費電力化を進める上で障害
となる可能性を有していた。
ク装置やレーザプリンタ装置などの光記録分野において
記録密度向上や高速印刷の要求を満足するため、短波長
化への要求が高まっている。しかし製品化レベルでの要
求の多い波長域である青領域を満足する光源としてはＨ
ｅ−Ｃｄ（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置やＡｒ
（アルゴン）レーザ装置などのガスレーザ装置しかな
く、例えば光ディスク装置に搭載するには大型で消費電
力が大きく不向きであった。また、前記ガスレーザ装置
は一部のレーザプリンタ装置に実際に光源として搭載さ
れているが、将来小型・低消費電力化を進める上で障害
となる可能性を有していた。
【０００３】これに対して光第２高調波発生（ＳＨＧ；
Second Harmonic Generation）を用いることで短波長化
する技術が提案された。ＳＨＧ光源の実用化技術の検討
は半導体レーザの高出力化と伴に進展した。その背景に
は従来のガスレーザのような放電を必要とせず小型、
低消費電力化を実現する可能性を有していた点、次に
励起用半導体レーザの出力安定性および長寿命に依存し
たＳＨＧ光源の高い信頼性（出力安定性、長寿命）
にある。前記ガスレーザと同等の出力波長を有するＳＨ
Ｇ光源として、例えば近赤外の半導体レーザ出力を第１
の発振波すなわち基本波とし、外部共振器で共振させ
て、その中に非線形光学結晶（以下で取り扱う波長変換
は全てＳＨＧであるため単にＳＨＧ結晶と称す）である
ＫＮ（KNbO3；ニオブ酸カリウム）を配置することで第
２の発振波すなわちＳＨ波である青色レーザ光を得る方
法が提案されている（W.J.Kozlovsky and W.Lenth,"Gen
eration of 41mW of blue radiation by frequency dou
bling of a GaAlAsdiode laser",Appl.Phys.Lett.,vol.
56,no.23,p2291,1990）。しかし、前記ＳＨＧ光源にお
いて、外乱の影響を受けやすい半導体レーザの発振波長
をＫＮの変換効率が最大となる波長に安定に合わせるこ
とと、ＫＮを含む外部共振器の共振器長を基本波の波長
オーダで制御することの２つの技術課題について製品化
レベルでの解決が困難と予想される。
Second Harmonic Generation）を用いることで短波長化
する技術が提案された。ＳＨＧ光源の実用化技術の検討
は半導体レーザの高出力化と伴に進展した。その背景に
は従来のガスレーザのような放電を必要とせず小型、
低消費電力化を実現する可能性を有していた点、次に
励起用半導体レーザの出力安定性および長寿命に依存し
たＳＨＧ光源の高い信頼性（出力安定性、長寿命）
にある。前記ガスレーザと同等の出力波長を有するＳＨ
Ｇ光源として、例えば近赤外の半導体レーザ出力を第１
の発振波すなわち基本波とし、外部共振器で共振させ
て、その中に非線形光学結晶（以下で取り扱う波長変換
は全てＳＨＧであるため単にＳＨＧ結晶と称す）である
ＫＮ（KNbO3；ニオブ酸カリウム）を配置することで第
２の発振波すなわちＳＨ波である青色レーザ光を得る方
法が提案されている（W.J.Kozlovsky and W.Lenth,"Gen
eration of 41mW of blue radiation by frequency dou
bling of a GaAlAsdiode laser",Appl.Phys.Lett.,vol.
56,no.23,p2291,1990）。しかし、前記ＳＨＧ光源にお
いて、外乱の影響を受けやすい半導体レーザの発振波長
をＫＮの変換効率が最大となる波長に安定に合わせるこ
とと、ＫＮを含む外部共振器の共振器長を基本波の波長
オーダで制御することの２つの技術課題について製品化
レベルでの解決が困難と予想される。
【０００４】前記２つの技術課題を解決するための手段
として固体レーザの発振波を基本波とし、固体レーザの
共振器内部にＳＨＧ結晶を配置する内部共振器型ＳＨＧ
方式が挙げられる。すなわちこの方式において固体レー
ザを形成する共振器は固体レーザの発振波長において高
反射のミラーからなるため、外乱により発振波長が受け
る影響が極めて小さく、さらに共振器長の波長オーダの
変動によるＳＨＧ変換効率の影響が殆どないことが特長
である。
として固体レーザの発振波を基本波とし、固体レーザの
共振器内部にＳＨＧ結晶を配置する内部共振器型ＳＨＧ
方式が挙げられる。すなわちこの方式において固体レー
ザを形成する共振器は固体レーザの発振波長において高
反射のミラーからなるため、外乱により発振波長が受け
る影響が極めて小さく、さらに共振器長の波長オーダの
変動によるＳＨＧ変換効率の影響が殆どないことが特長
である。
【０００５】近年、半導体レーザ励起波長可変固体レー
ザ装置として750〜1000nmで発振するレーザ結晶として
ＬｉＳＡＦ（Cr:LiSrAlF6；クロム添加のフッ化リチュ
ウムストロンチュウムアルミニュウム）が提案された
（ＵＳＰ４，８１１，３４９）。
ザ装置として750〜1000nmで発振するレーザ結晶として
ＬｉＳＡＦ（Cr:LiSrAlF6；クロム添加のフッ化リチュ
ウムストロンチュウムアルミニュウム）が提案された
（ＵＳＰ４，８１１，３４９）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らはＬｉＳＡ
Ｆレーザは波長選択素子を用いることで広帯域波長可変
レーザとして用いることが可能であり、このＬｉＳＡＦ
レーザを第一の発振波（基本波）とし非線形結晶により
第二の発振波として青色領域のＳＨＧ光として発生させ
る方法を検討したところ、二つの問題点を発見した。
Ｆレーザは波長選択素子を用いることで広帯域波長可変
レーザとして用いることが可能であり、このＬｉＳＡＦ
レーザを第一の発振波（基本波）とし非線形結晶により
第二の発振波として青色領域のＳＨＧ光として発生させ
る方法を検討したところ、二つの問題点を発見した。
【０００７】第１の問題点は波長選択素子の透過帯域以
外の波長域はレーザ共振器内では損失となるために発振
しきい値が高くなり、励起用半導体レーザの出力が高く
なってしまうことである。図４はＬｉＳＡＦ結晶を用い
た半導体レーザ励起波長可変固体レーザ装置（以下単に
ＬｉＳＡＦレーザと称す）の入出力特性である。実線は
波長制御素子がある場合のＬｉＳＡＦレーザの入出力特
性を、点線は波長制御素子がない場合の入出力特性を示
す。この場合の波長制御素子は色素レーザやＴｉサファ
イアレーザで用いられている３枚の厚さの異なる水晶板
からなるもので発振波長幅が0.1nm以下で波長制御でき
る。図４より波長制御素子を挿入することで発振しきい
値が１０倍以上高くなり、入れない場合と同じ出力を得
るには数Ｗクラスの半導体レーザが必要となり、半導体
レーザの駆動および冷却のための装置が大きく、消費電
力も多くなってしまう。なお、波長制御素子を入れない
場合の発振波長幅は約１０ｎｍであった。
外の波長域はレーザ共振器内では損失となるために発振
しきい値が高くなり、励起用半導体レーザの出力が高く
なってしまうことである。図４はＬｉＳＡＦ結晶を用い
た半導体レーザ励起波長可変固体レーザ装置（以下単に
ＬｉＳＡＦレーザと称す）の入出力特性である。実線は
波長制御素子がある場合のＬｉＳＡＦレーザの入出力特
性を、点線は波長制御素子がない場合の入出力特性を示
す。この場合の波長制御素子は色素レーザやＴｉサファ
イアレーザで用いられている３枚の厚さの異なる水晶板
からなるもので発振波長幅が0.1nm以下で波長制御でき
る。図４より波長制御素子を挿入することで発振しきい
値が１０倍以上高くなり、入れない場合と同じ出力を得
るには数Ｗクラスの半導体レーザが必要となり、半導体
レーザの駆動および冷却のための装置が大きく、消費電
力も多くなってしまう。なお、波長制御素子を入れない
場合の発振波長幅は約１０ｎｍであった。
【０００８】第２の問題点は従来から用いられている青
色ＳＨＧ光を得ることのできる非線形結晶のＫＮ結晶は
位相整合波長半値幅が図５に示すように0.4nmと狭く、
さらに結晶の伝搬損失が0.5%/cmと高いために発振しき
い値が高くなり、前記ＬｉＳＡＦレーザ内に挿入しても
十分なＳＨ出力を得られないことである。
色ＳＨＧ光を得ることのできる非線形結晶のＫＮ結晶は
位相整合波長半値幅が図５に示すように0.4nmと狭く、
さらに結晶の伝搬損失が0.5%/cmと高いために発振しき
い値が高くなり、前記ＬｉＳＡＦレーザ内に挿入しても
十分なＳＨ出力を得られないことである。
【０００９】また、ＫＮ結晶は結晶の温度の変化に依存
して変換効率が最大となる波長が0.3nm/℃変化するため
に安定なＳＨ出力が得られないという問題点があった。
して変換効率が最大となる波長が0.3nm/℃変化するため
に安定なＳＨ出力が得られないという問題点があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは発振しきい
値を高くする原因となる波長選択素子である複屈折フィ
ルタの透過波長幅について検討を行った。図６は複屈折
フィルタの組合せ枚数による透過波長幅を計算したもの
である。図６より複屈折フィルタの枚数を増やすことで
透過波長幅が狭くなっていることがわかる。このことよ
り複屈折フィルタの枚数を減らすことで透過波長幅を広
げることができ発振しきい値を下げることができること
がわかった。
値を高くする原因となる波長選択素子である複屈折フィ
ルタの透過波長幅について検討を行った。図６は複屈折
フィルタの組合せ枚数による透過波長幅を計算したもの
である。図６より複屈折フィルタの枚数を増やすことで
透過波長幅が狭くなっていることがわかる。このことよ
り複屈折フィルタの枚数を減らすことで透過波長幅を広
げることができ発振しきい値を下げることができること
がわかった。
【００１１】しかし、透過波長幅を広げることによって
発振波長幅が広くなるため、ＳＨＧ結晶の位相整合半値
幅より大きくなり、効率よくＳＨＧを発生できない。こ
の問題点に対し本発明者らは、位相整合半値幅が比較的
広いＬＢＯ結晶を用いることで解決可能であることに想
到した。図７はＬＢＯ結晶の位相整合波長半値幅であ
る。ＫＮ結晶に比べて約２０倍の幅を有しているため
に、波長選択素子である複屈折結晶として厚さ0.5mm以
下の水晶板を１枚とすることで透過波長幅を１０ｎｍ程
度とし、共振器内の損失をなくすためにブリュースタ角
に傾けて挿入することでＬＢＯ結晶の位相整合幅を充分
満足したＳＨ出力が得られる。また、ＬＢＯ結晶は温度
に対しても位相整合幅の変化が０．１ｎｍ／℃以下と小
さいために温度制御する必要がなく、伝搬損失が０．１
％／ｃｍと小さいために共振器内損失となる割合が低
い。この複屈折フィルタは複屈折結晶であるＬｉＮｂＯ
3、ＬｉＴａＯ3、液晶板等も用いることができる。
又、ＳＨＧ結晶としてＢＢＯ，ＣＬＢＯ結晶を用いるこ
とができる。
発振波長幅が広くなるため、ＳＨＧ結晶の位相整合半値
幅より大きくなり、効率よくＳＨＧを発生できない。こ
の問題点に対し本発明者らは、位相整合半値幅が比較的
広いＬＢＯ結晶を用いることで解決可能であることに想
到した。図７はＬＢＯ結晶の位相整合波長半値幅であ
る。ＫＮ結晶に比べて約２０倍の幅を有しているため
に、波長選択素子である複屈折結晶として厚さ0.5mm以
下の水晶板を１枚とすることで透過波長幅を１０ｎｍ程
度とし、共振器内の損失をなくすためにブリュースタ角
に傾けて挿入することでＬＢＯ結晶の位相整合幅を充分
満足したＳＨ出力が得られる。また、ＬＢＯ結晶は温度
に対しても位相整合幅の変化が０．１ｎｍ／℃以下と小
さいために温度制御する必要がなく、伝搬損失が０．１
％／ｃｍと小さいために共振器内損失となる割合が低
い。この複屈折フィルタは複屈折結晶であるＬｉＮｂＯ
3、ＬｉＴａＯ3、液晶板等も用いることができる。
又、ＳＨＧ結晶としてＢＢＯ，ＣＬＢＯ結晶を用いるこ
とができる。
【００１２】さらに、固体レーザ結晶の発振波長を制御
するための制御素子として複屈折フィルタを用いず共振
器ミラーの反射率が99.9%以上の波長帯域幅が中心波長
に対して10nm以下であるものを用いることでも可能であ
る。レーザ共振器を構成する共振器構造が少なくとも２
枚以上のミラーからなり、これら共振器構造を形成する
少なくとも１枚のミラーにおいて第２の発振波長つまり
ＳＨＧの透過率が６０％以上とすることでＳＨ光を効率
よく共振器外に取り出すことができる。
するための制御素子として複屈折フィルタを用いず共振
器ミラーの反射率が99.9%以上の波長帯域幅が中心波長
に対して10nm以下であるものを用いることでも可能であ
る。レーザ共振器を構成する共振器構造が少なくとも２
枚以上のミラーからなり、これら共振器構造を形成する
少なくとも１枚のミラーにおいて第２の発振波長つまり
ＳＨＧの透過率が６０％以上とすることでＳＨ光を効率
よく共振器外に取り出すことができる。
【００１３】これらの手段を採用することでＳＨＧ方式
の特長である小型で、かつ低消費電力な第二高調波発生
装置を実現できた。この第二高調波発生装置をレーザプ
リンタ装置の光源として使用可能である。
の特長である小型で、かつ低消費電力な第二高調波発生
装置を実現できた。この第二高調波発生装置をレーザプ
リンタ装置の光源として使用可能である。
【００１４】
（実施例１）図１は本発明の一実施例を説明するための
図である。半導体レーザ１１から出射された励起ビーム
４１は集光光学系１２により集光され、レーザ結晶２１
を励起する。半導体レーザ１１はＳＤＬ（Spectra Diod
e Lab.）社製AlGaInP系半導体レーザを用い、出力５０
０ｍＷ、発振波長６７０ｎｍである。また、集光光学系
１２は半導体レーザコリメータ（ｆ＝８ｍｍ）とアナモ
ルフィックプリズムペア(倍率；６倍)、および単レンズ
（ｆ＝３０ｍｍ）を用いた。
図である。半導体レーザ１１から出射された励起ビーム
４１は集光光学系１２により集光され、レーザ結晶２１
を励起する。半導体レーザ１１はＳＤＬ（Spectra Diod
e Lab.）社製AlGaInP系半導体レーザを用い、出力５０
０ｍＷ、発振波長６７０ｎｍである。また、集光光学系
１２は半導体レーザコリメータ（ｆ＝８ｍｍ）とアナモ
ルフィックプリズムペア(倍率；６倍)、および単レンズ
（ｆ＝３０ｍｍ）を用いた。
【００１５】励起されるレーザ結晶２１はレーザ結晶端
面に形成された入射側共振器ミラー２２と出力ミラー２
４からなる固体レーザ共振器２０で基本波４２を発生す
る。固体レーザ共振器２０中にはレーザ結晶２１とＳＨ
Ｇ結晶３１と波長制御素子２５が配置されている。この
とき固体レーザ共振器２０は平凹式共振器であり、出力
ミラー２４の曲率半径は１５０ｍｍ、共振器長は１４５
ｍｍとした。レーザ結晶２１にはＣｒ添加量１．５ｍｏ
ｌ％のＬｉＳＡＦ結晶(φ３×５ｍｍ)を用いた。結晶の
前方端面には励起波長に対して反射率２％以下の無反射
（以下単にＡＲ；Anti-Reflection）コーティング、基
本波波長に対して反射率９９％以上の全反射（以下単に
ＨＲ；High-Reflection）コーティングを施した。後方
端面には基本波波長に対して反射率０．２％以下のＡＲ
コーティングを施し、入射側共振器ミラー２２とした。
面に形成された入射側共振器ミラー２２と出力ミラー２
４からなる固体レーザ共振器２０で基本波４２を発生す
る。固体レーザ共振器２０中にはレーザ結晶２１とＳＨ
Ｇ結晶３１と波長制御素子２５が配置されている。この
とき固体レーザ共振器２０は平凹式共振器であり、出力
ミラー２４の曲率半径は１５０ｍｍ、共振器長は１４５
ｍｍとした。レーザ結晶２１にはＣｒ添加量１．５ｍｏ
ｌ％のＬｉＳＡＦ結晶(φ３×５ｍｍ)を用いた。結晶の
前方端面には励起波長に対して反射率２％以下の無反射
（以下単にＡＲ；Anti-Reflection）コーティング、基
本波波長に対して反射率９９％以上の全反射（以下単に
ＨＲ；High-Reflection）コーティングを施した。後方
端面には基本波波長に対して反射率０．２％以下のＡＲ
コーティングを施し、入射側共振器ミラー２２とした。
【００１６】ＳＨＧ結晶３１は３×３×５ｍｍのＬＢＯ
結晶をＬｉＳＡＦ結晶２１の直後に配置した。ＬＢＯ結
晶の両端面には基本波波長に対して反射率０．２％以
下、ＳＨ波長に対して反射率１％以下のＡＲコーティン
グを施した。波長制御素子２５には厚さ０．５ｍｍの１
枚の水晶板からなる複屈折フィルタを用い、光軸に対し
てブリュースター角に配置して光軸の回りを回転させる
ことで波長制御し、ＳＨＧ結晶３１であるＬＢＯ結晶の
変換効率が最大となる波長に調整した。共振器内部にお
いてＳＨＧ結晶３１により一部ＳＨ波４３に変換されて
出力ミラー２４から共振器外部にＳＨ出力として取り出
される構造となる。この構造において発振しきい値は図
４の波長制御素子がない場合の２倍程度であり、ＳＨ出
力１０ｍＷが得られた。
結晶をＬｉＳＡＦ結晶２１の直後に配置した。ＬＢＯ結
晶の両端面には基本波波長に対して反射率０．２％以
下、ＳＨ波長に対して反射率１％以下のＡＲコーティン
グを施した。波長制御素子２５には厚さ０．５ｍｍの１
枚の水晶板からなる複屈折フィルタを用い、光軸に対し
てブリュースター角に配置して光軸の回りを回転させる
ことで波長制御し、ＳＨＧ結晶３１であるＬＢＯ結晶の
変換効率が最大となる波長に調整した。共振器内部にお
いてＳＨＧ結晶３１により一部ＳＨ波４３に変換されて
出力ミラー２４から共振器外部にＳＨ出力として取り出
される構造となる。この構造において発振しきい値は図
４の波長制御素子がない場合の２倍程度であり、ＳＨ出
力１０ｍＷが得られた。
【００１７】なお、本発明における図１中の共振器内部
に挿入されたＳＨＧ結晶３１と波長制御素子２５の位置
は前後の交代が可能である。ＬｉＳＡＦ結晶２１の吸収
の波長許容幅は約１００ｎｍと広く励起用半導体レーザ
を温度制御素子などを用いて波長制御しなかったが、最
大吸収波長に一致させるため制御しても良い。
に挿入されたＳＨＧ結晶３１と波長制御素子２５の位置
は前後の交代が可能である。ＬｉＳＡＦ結晶２１の吸収
の波長許容幅は約１００ｎｍと広く励起用半導体レーザ
を温度制御素子などを用いて波長制御しなかったが、最
大吸収波長に一致させるため制御しても良い。
【００１８】（実施例２）図２は本発明の他の実施例を
説明するための図である。半導体レーザ１１および集光
光学系１２からなる励起光学系は実施例１と同様であ
る。励起されたレーザ結晶２１はレーザ結晶端面に形成
された入射側共振器ミラー２２と凹面ミラー２６および
平面出力ミラー２３の３枚の共振器ミラーからなる固体
レーザ共振器２０で基本波４２を発生する。固体レーザ
共振器２０中には入射側共振器ミラー２２と平面出力ミ
ラー２３の間にレーザ結晶２１とＳＨＧ結晶３１が、平
面出力ミラー２３と凹面ミラー２６との間に波長制御素
子２５が配置されている。このとき用いたレーザ結晶２
１とＳＨＧ結晶３１の材質、形状およびコーティングは
実施例１と同様である。また、波長制御素子２５は実施
例１と同様のものを用いた。
説明するための図である。半導体レーザ１１および集光
光学系１２からなる励起光学系は実施例１と同様であ
る。励起されたレーザ結晶２１はレーザ結晶端面に形成
された入射側共振器ミラー２２と凹面ミラー２６および
平面出力ミラー２３の３枚の共振器ミラーからなる固体
レーザ共振器２０で基本波４２を発生する。固体レーザ
共振器２０中には入射側共振器ミラー２２と平面出力ミ
ラー２３の間にレーザ結晶２１とＳＨＧ結晶３１が、平
面出力ミラー２３と凹面ミラー２６との間に波長制御素
子２５が配置されている。このとき用いたレーザ結晶２
１とＳＨＧ結晶３１の材質、形状およびコーティングは
実施例１と同様である。また、波長制御素子２５は実施
例１と同様のものを用いた。
【００１９】凹面ミラー２６は基本波波長に対して反射
率９９％以上のＨＲコーティングを施した。また、平面
出力ミラー２３には基本波波長に対しては反射率９９％
以上のＨＲコーティング、ＳＨ波長に対しては透過率８
５％以上のＡＲコーティングを施した。波長制御素子２
５を光軸の回りを回転させることで波長制御し、ＳＨＧ
結晶３１であるＬＢＯ結晶の変換効率が最大となる波長
に調整した。共振器内部においてＳＨＧ結晶３１により
一部ＳＨ波４３に変換されて平面出力ミラー２３から共
振器外部にＳＨ出力４３として取り出される構造とな
る。この構造においては図１における波長制御素子２５
でのＳＨ光の損失がないために、ＳＨ出力１５ｍＷが得
られた。
率９９％以上のＨＲコーティングを施した。また、平面
出力ミラー２３には基本波波長に対しては反射率９９％
以上のＨＲコーティング、ＳＨ波長に対しては透過率８
５％以上のＡＲコーティングを施した。波長制御素子２
５を光軸の回りを回転させることで波長制御し、ＳＨＧ
結晶３１であるＬＢＯ結晶の変換効率が最大となる波長
に調整した。共振器内部においてＳＨＧ結晶３１により
一部ＳＨ波４３に変換されて平面出力ミラー２３から共
振器外部にＳＨ出力４３として取り出される構造とな
る。この構造においては図１における波長制御素子２５
でのＳＨ光の損失がないために、ＳＨ出力１５ｍＷが得
られた。
【００２０】（実施例３）図３は本発明の他の実施例を
説明するための図である。半導体レーザ１１および集光
光学系１２からなる励起光学系は実施例１と同様であ
る。励起されたレーザ結晶２１はレーザ結晶端面に形成
された入射側共振器ミラー２２と出力ミラー２４からな
る固体レーザ共振器２０で基本波４２を発生する。この
とき用いたレーザ結晶２１とＳＨＧ結晶３１の材質、形
状およびコーティングは実施例１と同様である。出力ミ
ラー２４は基本波波長に対して反射率９９．９％以上の
ＨＲコーティングを中心波長８６０ｎｍ±５ｎｍで施し
ているために波長制御素子を用いなくても発振波長の制
御が行える。ＳＨ波長に対しては透過率８５％以上のＡ
Ｒコーティングを施している。図７で示したようにＳＨ
Ｇ結晶３１であるＬＢＯ結晶の位相整合波長の半値幅が
８ｎｍと広いために特に波長制御しなくても効率よくＳ
Ｈ光が得られる。
説明するための図である。半導体レーザ１１および集光
光学系１２からなる励起光学系は実施例１と同様であ
る。励起されたレーザ結晶２１はレーザ結晶端面に形成
された入射側共振器ミラー２２と出力ミラー２４からな
る固体レーザ共振器２０で基本波４２を発生する。この
とき用いたレーザ結晶２１とＳＨＧ結晶３１の材質、形
状およびコーティングは実施例１と同様である。出力ミ
ラー２４は基本波波長に対して反射率９９．９％以上の
ＨＲコーティングを中心波長８６０ｎｍ±５ｎｍで施し
ているために波長制御素子を用いなくても発振波長の制
御が行える。ＳＨ波長に対しては透過率８５％以上のＡ
Ｒコーティングを施している。図７で示したようにＳＨ
Ｇ結晶３１であるＬＢＯ結晶の位相整合波長の半値幅が
８ｎｍと広いために特に波長制御しなくても効率よくＳ
Ｈ光が得られる。
【００２１】（実施例４）図７は本発明を用いた一実施
例を説明するための図である。実施例２で説明した第二
高調波発生装置１００から出射されたＳＨ出力４３は、
音響光学（以下単にＡＯ；Acousto-Optical）変調器２
０１、折り返しミラー２０６、ビームエキスパンダ２０
２、回転多面鏡２０３、ｆθレンズ２０４を通過し、感
光ドラム２０５に集光される。ＡＯ変調器２０１は画像
情報に応じてＳＨ出力４３の変調を行い、回転多面鏡２
０３は水平（紙面内）方向に走査する。この組合せで２
次元情報は感光ドラム２０５に部分的な電位差として記
録される。感光ドラム２０５は前記電位差に応じてトナ
ーを付着して回転し、記録用紙に情報を再生する。
例を説明するための図である。実施例２で説明した第二
高調波発生装置１００から出射されたＳＨ出力４３は、
音響光学（以下単にＡＯ；Acousto-Optical）変調器２
０１、折り返しミラー２０６、ビームエキスパンダ２０
２、回転多面鏡２０３、ｆθレンズ２０４を通過し、感
光ドラム２０５に集光される。ＡＯ変調器２０１は画像
情報に応じてＳＨ出力４３の変調を行い、回転多面鏡２
０３は水平（紙面内）方向に走査する。この組合せで２
次元情報は感光ドラム２０５に部分的な電位差として記
録される。感光ドラム２０５は前記電位差に応じてトナ
ーを付着して回転し、記録用紙に情報を再生する。
【００２２】
【発明の効果】本発明では波長可変レーザ、特にＬｉＳ
ＡＦレーザを用いた内部共振器型ＳＨＧ方式において、
波長選択素子の透過波長幅を広げることにより発振しき
い値を低減させ、位相整合幅の広いＳＨＧ結晶であるＬ
ＢＯ結晶を用いることで第二高調波発生装置の効率およ
び信頼性向上を実現した。さらに、この第二高調波発生
装置を光源とすることで応用製品としてレーザプリンタ
などの信頼性が向上した。
ＡＦレーザを用いた内部共振器型ＳＨＧ方式において、
波長選択素子の透過波長幅を広げることにより発振しき
い値を低減させ、位相整合幅の広いＳＨＧ結晶であるＬ
ＢＯ結晶を用いることで第二高調波発生装置の効率およ
び信頼性向上を実現した。さらに、この第二高調波発生
装置を光源とすることで応用製品としてレーザプリンタ
などの信頼性が向上した。
【図１】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するための図である。
【図４】ＬｉＳＡＦ結晶を用いた半導体レーザ励起固体
レーザ装置における波長制御素子の有無による入出力特
性を比較説明するための図である。
レーザ装置における波長制御素子の有無による入出力特
性を比較説明するための図である。
【図５】ＫＮ結晶の位相整合波長幅を説明するための図
である。
である。
【図６】複屈折フィルタの枚数による透過波長幅を比較
説明するための図である。
説明するための図である。
【図７】ＬＢＯ結晶の位相整合波長幅を説明するための
図である。
図である。
【図８】本発明を用いた一実施例を説明するための図で
ある。
ある。
１１ 半導体レーザ １２ 集光光学系 ２０ 固体レーザ共振器 ２１ レーザ結晶 ２２ 入射側共振器ミラー ２５ 波長制御素子 ３１ ＳＨＧ結晶 ４１ 励起ビーム ４２ 基本波 ４３ ＳＨ波またはＳＨ出力
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正純 東京都千代田区丸の内二丁目１番２号日立 金属株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 励起光源としての半導体レーザと、前記
励起光源により励起される固体レーザ結晶であるＬｉＳ
ＡＦ（Cr:LiSrAlF6；クロム添加のフッ化リチュウムス
トロンチュウムアルミニュウム）結晶から発生する第１
の放射を発振するための共振器構造を有し、前記第１の
発振波の波長を制御するための制御素子と、前記第１の
発振波を基本波として第２の発振波である第二高調波に
波長変換するための非線形結晶を前記共振器内に有する
ことを特徴とする第二高調波発生装置。 - 【請求項２】 前記固体レーザ結晶の発振波長を制御す
るための制御素子としてブリュースタ角に傾けた複屈折
結晶を用いることを特徴とする請求項１に記載の第二高
調波発生装置。 - 【請求項３】 前記複屈折結晶に水晶(SiO2)、ＬｉＮｂ
Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、液晶板の何れか１種以上を用いるこ
とを特徴とする請求項２に記載の第二高調波発生装置。 - 【請求項４】 前記複屈折結晶が厚さ0.5mm以下の１枚
の水晶板を用いることを特徴とする請求項３に記載の第
二高調波発生装置。 - 【請求項５】 前記非線形結晶にＬＢＯ(LiB3O5)、ＢＢ
Ｏ（β−ＢaＢ2Ｏ4），ＣＬＢＯ（ＣsＬｉＢ6Ｏ10）の
いずれか１種以上を用いることを特徴とする請求項１〜
４のいずれかの項に記載の第二高調波発生装置。 - 【請求項６】 前記固体レーザ結晶の発振波長を制御す
るための前記制御素子が第１の放射波を共振させる共振
器ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の第二
高調波発生装置。 - 【請求項７】 前記共振器ミラーの反射率が99.9%以上
の第一の発振波の波長帯域幅が中心波長に対して10nm以
下であることを特徴とする請求項６に記載の第二高調波
発生装置。 - 【請求項８】 前記共振器構造が少なくとも２枚のミラ
ーからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの
項に記載の第二高調波発生装置。 - 【請求項９】 前記共振器構造を形成する少なくとも１
枚のミラーにおいて前記第二高調波の透過率が６０％以
上を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかの
項に記載の第二高調波発生装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれかの項に記載の
第二高調波発生装置を用いたことを特徴とするレーザプ
リンタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19030195A JPH0895105A (ja) | 1994-07-26 | 1995-07-26 | 第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-173955 | 1994-07-26 | ||
| JP17395594 | 1994-07-26 | ||
| JP19030195A JPH0895105A (ja) | 1994-07-26 | 1995-07-26 | 第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0895105A true JPH0895105A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=26495733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19030195A Pending JPH0895105A (ja) | 1994-07-26 | 1995-07-26 | 第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0895105A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002528921A (ja) * | 1998-10-26 | 2002-09-03 | コヒーレント・インク | キャビティー内の周波数変換された光学的ポンプ半導体レーザー |
| JP2004048020A (ja) * | 1996-04-25 | 2004-02-12 | Imra America Inc | ストレッチされた超短パルスの増幅装置、光学増幅装置およびその運転方法 |
-
1995
- 1995-07-26 JP JP19030195A patent/JPH0895105A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004048020A (ja) * | 1996-04-25 | 2004-02-12 | Imra America Inc | ストレッチされた超短パルスの増幅装置、光学増幅装置およびその運転方法 |
| JP2002528921A (ja) * | 1998-10-26 | 2002-09-03 | コヒーレント・インク | キャビティー内の周波数変換された光学的ポンプ半導体レーザー |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5640405A (en) | Multi quasi phase matched interactions in a non-linear crystal | |
| JPH07507882A (ja) | 広い位相整合領域を有する空洞内高調波副共振器 | |
| US8456734B2 (en) | Wavelength conversion laser light source and image display device | |
| JPH05210135A (ja) | 光波長変換装置 | |
| US6026102A (en) | Multi element single mode microchip lasers | |
| JP3683360B2 (ja) | 偏光制御素子および固体レーザー | |
| EP0759574B1 (en) | Second harmonic generator and laser application apparatus | |
| US5757827A (en) | Second harmonic generating apparatus and apparatus employing laser | |
| JPH0895105A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置 | |
| JPH1041573A (ja) | レーザー発振装置 | |
| JP2636066B2 (ja) | ＬｉＢ▲下３▼Ｏ▲下５▼赤外光パラメトリック発振器 | |
| KR100246274B1 (ko) | 레이저 공진기, 레이저 장치, 레이저 응용 장치 및 레이저 발진 방법 | |
| JPH10239724A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 | |
| JP3182749B2 (ja) | 固体レーザ装置 | |
| JP2820800B2 (ja) | 第二高調波発生装置 | |
| JPH0836201A (ja) | 波長可変レーザ装置およびレーザプリンタ装置 | |
| JPH07131101A (ja) | レーザ光発生装置 | |
| JPH05299751A (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JPH08146478A (ja) | レーザ共振器、レーザ装置、レーザ応用装置及びレーザ発振方法 | |
| JP2663197B2 (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JPH09275236A (ja) | レーザ装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH0799357A (ja) | 半導体レーザ励起固体レーザ装置 | |
| JPH06216453A (ja) | 固体レーザ装置 | |
| JPH08334802A (ja) | レーザ装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH09116219A (ja) | レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置 |