JPH09197455A - 非線形光学素子 - Google Patents
非線形光学素子Info
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- JPH09197455A JPH09197455A JP961596A JP961596A JPH09197455A JP H09197455 A JPH09197455 A JP H09197455A JP 961596 A JP961596 A JP 961596A JP 961596 A JP961596 A JP 961596A JP H09197455 A JPH09197455 A JP H09197455A
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- handed
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Abstract
(57)【要約】
【課題】強誘電体でない常誘電体で、ＱＰＭに似た現象
を生じさせ、入射光の波長を高効率で波長変換すること
ができる非線形光学素子を提供する。 【解決手段】本発明に係る非線形光学素子２１は、常誘
電体結晶のＣ軸方向の螺旋軸の回転の違いによる右手系
の結晶と左手系の結晶とが交互に積層してある非線形光
学素子である。その光学素子を構成する結晶は、四ほう
酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶から成ることが好
ましい。
を生じさせ、入射光の波長を高効率で波長変換すること
ができる非線形光学素子を提供する。 【解決手段】本発明に係る非線形光学素子２１は、常誘
電体結晶のＣ軸方向の螺旋軸の回転の違いによる右手系
の結晶と左手系の結晶とが交互に積層してある非線形光
学素子である。その光学素子を構成する結晶は、四ほう
酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶から成ることが好
ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色あるいは紫外
域の固体レーザなどに用いられ、入射光の波長を変換す
ることができる非線形光学素子に関する。
域の固体レーザなどに用いられ、入射光の波長を変換す
ることができる非線形光学素子に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】非線形光学現象とは、
強いレーザー光の電磁界と媒体との相互作用によって生
じる現象で、強い光に対して媒体の応答が比例しなくな
り、非線形が現われるものである。入射光をどのくらい
の効率で波長変換するかは、非線形定数の大きさで見積
られる。
強いレーザー光の電磁界と媒体との相互作用によって生
じる現象で、強い光に対して媒体の応答が比例しなくな
り、非線形が現われるものである。入射光をどのくらい
の効率で波長変換するかは、非線形定数の大きさで見積
られる。
【０００３】したがって、この非線形定数の大きな材料
の探索が世界的に広範に行われている。一方、非線形光
学結晶の屈折率は波長分散があるために、基本波の速度
と第２高調波の速度が等しくないので、位相差が現われ
る。このために結晶内では、光路に沿って発生する第２
高調波の合成波は周期関数となる。したがって、結晶端
で発生した第２高調波と、結晶端からある距離ｘで発生
した第２高調波との間は、πの位相差を持つ距離ｘが存
在する。この距離ｘの長さをコヒーレント長と言う。
の探索が世界的に広範に行われている。一方、非線形光
学結晶の屈折率は波長分散があるために、基本波の速度
と第２高調波の速度が等しくないので、位相差が現われ
る。このために結晶内では、光路に沿って発生する第２
高調波の合成波は周期関数となる。したがって、結晶端
で発生した第２高調波と、結晶端からある距離ｘで発生
した第２高調波との間は、πの位相差を持つ距離ｘが存
在する。この距離ｘの長さをコヒーレント長と言う。
【０００４】コヒーレント長を超えると、合成高調波の
強度は減少し、この周期で増減を繰り返すことになる。
この現象を利用して、アームストロング（Armstrong ）
等は、この周期毎に非線形光学定数の符号を反転させ、
第２高調波の位相を反転させれば高効率になることを提
案した。すなわち、コヒーレント長で非線形光学定数の
符号が反転するように分極方向が反転する結晶を積層さ
せれば、コヒーレント長からの第２高調波の強度を増大
させることが可能になる。このコヒーレント長の寸法
は、１０μm 程度である。また、結晶内に、このような
周期で非線形光学定数の符号が反転するものを作成する
ことは、実際には不可能と考えられていた。
強度は減少し、この周期で増減を繰り返すことになる。
この現象を利用して、アームストロング（Armstrong ）
等は、この周期毎に非線形光学定数の符号を反転させ、
第２高調波の位相を反転させれば高効率になることを提
案した。すなわち、コヒーレント長で非線形光学定数の
符号が反転するように分極方向が反転する結晶を積層さ
せれば、コヒーレント長からの第２高調波の強度を増大
させることが可能になる。このコヒーレント長の寸法
は、１０μm 程度である。また、結晶内に、このような
周期で非線形光学定数の符号が反転するものを作成する
ことは、実際には不可能と考えられていた。
【０００５】しかしながら、ＬｉＮｂＯ3 、ＬｉＴａＯ
3 、ＫＴＰなどのような強誘電体酸化物単結晶の互いに
１８０度結晶のＣ+ の向きが変化している分極を、この
周期で作成できることが明らかになってから、活発に研
究されるようになってきた。このような互いに分極方向
を１８０度回転させた方式の波長変換を、疑似位相整合
（ＱＰＭ；Quasi-phase Matching）による波長変換と呼
ぶ。このＱＰＭの特徴は、周期長の設定により位相整合
波長を自由に設定できることである。また、複数の周期
を作りつけることにより、位相整合波長域を広げること
ができるという特徴もある。さらに、位相整合に必要な
温度許容幅は２倍以上に大きくなるという特徴もある。
さらにまた、バルク状でも、光導波路状でも使用できる
という特徴を有する。さらに、非線形光学定数ｄ（３
３）を用いることができる。
3 、ＫＴＰなどのような強誘電体酸化物単結晶の互いに
１８０度結晶のＣ+ の向きが変化している分極を、この
周期で作成できることが明らかになってから、活発に研
究されるようになってきた。このような互いに分極方向
を１８０度回転させた方式の波長変換を、疑似位相整合
（ＱＰＭ；Quasi-phase Matching）による波長変換と呼
ぶ。このＱＰＭの特徴は、周期長の設定により位相整合
波長を自由に設定できることである。また、複数の周期
を作りつけることにより、位相整合波長域を広げること
ができるという特徴もある。さらに、位相整合に必要な
温度許容幅は２倍以上に大きくなるという特徴もある。
さらにまた、バルク状でも、光導波路状でも使用できる
という特徴を有する。さらに、非線形光学定数ｄ（３
３）を用いることができる。
【０００６】しかしながら、これらＱＰＭは、分極反転
の向きを１８０度回転させて作成するので、強誘電体に
しか適用できないと考えられていた。本発明は、このよ
うな実状に鑑みて成され、強誘電体でない常誘電体で、
ＱＰＭに似た現象を生じさせ、入射光の波長を高効率で
波長変換することができる非線形光学素子を提供するこ
とを目的とする。
の向きを１８０度回転させて作成するので、強誘電体に
しか適用できないと考えられていた。本発明は、このよ
うな実状に鑑みて成され、強誘電体でない常誘電体で、
ＱＰＭに似た現象を生じさせ、入射光の波長を高効率で
波長変換することができる非線形光学素子を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る非線形光学素子は、常誘電体結晶のＣ
軸方向の螺旋軸の回転の違いによる右手系の結晶と左手
系の結晶とが交互に積層してある。この結晶は、好まし
くは、四ほう酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶であ
る。
に、本発明に係る非線形光学素子は、常誘電体結晶のＣ
軸方向の螺旋軸の回転の違いによる右手系の結晶と左手
系の結晶とが交互に積層してある。この結晶は、好まし
くは、四ほう酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ7 ）単結晶であ
る。
【０００８】Ｃ軸方向に螺旋軸をもった圧電結晶（水
晶、四ほう酸リチウムなど）では、螺旋の回転方向によ
り、いわゆる、右手系結晶および左手系結晶が存在す
る。これらの右手系結晶および左手系結晶は、しばし
ば、あるＣ軸以外の接合面（Composite Plane）を持っ
て、双晶を形成する。したがって、この双晶は、接合面
を境として各結晶でＣ+ の方向のみが１８０度回転して
いることになる。Ｃ+ の方向が１８０度回転しているの
で、双晶の各結晶は、相互に非線形光学定数が逆転して
いる。
晶、四ほう酸リチウムなど）では、螺旋の回転方向によ
り、いわゆる、右手系結晶および左手系結晶が存在す
る。これらの右手系結晶および左手系結晶は、しばし
ば、あるＣ軸以外の接合面（Composite Plane）を持っ
て、双晶を形成する。したがって、この双晶は、接合面
を境として各結晶でＣ+ の方向のみが１８０度回転して
いることになる。Ｃ+ の方向が１８０度回転しているの
で、双晶の各結晶は、相互に非線形光学定数が逆転して
いる。
【０００９】そこで、周期的に、この右手系結晶および
左手系結晶を交互に作製することで、非線形光学定数の
符号を逆転させ、強誘電体結晶での分極反転と同じＱＰ
Ｍ構造を、常誘電体結晶で作製することができる。この
ような双晶を交互に含む常誘電体結晶を作製するには、
強誘電体で行われているような電子ビーム照射による方
法ではなく、薄膜またはバルク状に育成するときに何ら
かの方法で作り込んでやるか、または当該結晶を薄く加
工して重ね合わせて作製する。
左手系結晶を交互に作製することで、非線形光学定数の
符号を逆転させ、強誘電体結晶での分極反転と同じＱＰ
Ｍ構造を、常誘電体結晶で作製することができる。この
ような双晶を交互に含む常誘電体結晶を作製するには、
強誘電体で行われているような電子ビーム照射による方
法ではなく、薄膜またはバルク状に育成するときに何ら
かの方法で作り込んでやるか、または当該結晶を薄く加
工して重ね合わせて作製する。
【００１０】このような構造を採用すれば、前述したＱ
ＰＭの基本的特徴を有することができる。すなわち、周
期長の設定により位相整合波長を自由に設定できる。ま
た、複数の周期を作りつけることにより、位相整合波長
域を広げることができる。さらに、位相整合に必要な温
度許容幅は２倍以上に大きくなる。さらにまた、バルク
状でも、光導波路状でも使用できる。さらに、非線形光
学定数ｄ（３３）を用いることができる。
ＰＭの基本的特徴を有することができる。すなわち、周
期長の設定により位相整合波長を自由に設定できる。ま
た、複数の周期を作りつけることにより、位相整合波長
域を広げることができる。さらに、位相整合に必要な温
度許容幅は２倍以上に大きくなる。さらにまた、バルク
状でも、光導波路状でも使用できる。さらに、非線形光
学定数ｄ（３３）を用いることができる。
【００１１】したがって、本発明に係る非線形光学素子
によれば、強誘電体でない常誘電体で、ＱＰＭに似た現
象を生じさせ、入射光の波長を高効率で波長変換するこ
とができる。また、特に四ほう酸リチウムは、本発明者
らの発見によれば、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長
１０６４ｎｍ）から、コヒーレンスが高い４倍波（２６
６ｎｍ）、５倍波（２１３ｎｍ）の波長の光を作り出す
ことができる。この５倍波（２１３ｎｍ）は、ＫｒＦエ
キシマレーザ（２４８ｎｍ）よりも短波長である。
によれば、強誘電体でない常誘電体で、ＱＰＭに似た現
象を生じさせ、入射光の波長を高効率で波長変換するこ
とができる。また、特に四ほう酸リチウムは、本発明者
らの発見によれば、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長
１０６４ｎｍ）から、コヒーレンスが高い４倍波（２６
６ｎｍ）、５倍波（２１３ｎｍ）の波長の光を作り出す
ことができる。この５倍波（２１３ｎｍ）は、ＫｒＦエ
キシマレーザ（２４８ｎｍ）よりも短波長である。
【００１２】４倍波あるいは５倍波の波長の光を作り出
すことができれば、既に大出力の装置が開発されている
赤外レーザを用いて、紫外線領域またはそれに近い領域
のレーザ光を容易に作り出すことができ、このレーザ光
を、マーキング、リソグラフィ、各種半導体プロセス、
医療などの多様な分野への応用が期待できる。特に本発
明では、四ほう酸リチウム単結晶中に双晶を交互に配置
することで、ＱＰＭに似た現象を生じさせ、入射光の波
長を高効率で波長変換し、高出力のレーザ装置を得るこ
とができる。
すことができれば、既に大出力の装置が開発されている
赤外レーザを用いて、紫外線領域またはそれに近い領域
のレーザ光を容易に作り出すことができ、このレーザ光
を、マーキング、リソグラフィ、各種半導体プロセス、
医療などの多様な分野への応用が期待できる。特に本発
明では、四ほう酸リチウム単結晶中に双晶を交互に配置
することで、ＱＰＭに似た現象を生じさせ、入射光の波
長を高効率で波長変換し、高出力のレーザ装置を得るこ
とができる。
【００１３】また、四ほう酸リチウムは、大口径の単結
晶を育成することが可能であるため、大型の非線形光学
素子を作り易い。さらに、四ほう酸リチウムは、耐レー
ザ損傷が大きいので大きなパワーのレーザを入射できる
という利点もある。さらに、四ほう酸リチウムは、紫外
線による劣化に強く、素子が長持ちする。
晶を育成することが可能であるため、大型の非線形光学
素子を作り易い。さらに、四ほう酸リチウムは、耐レー
ザ損傷が大きいので大きなパワーのレーザを入射できる
という利点もある。さらに、四ほう酸リチウムは、紫外
線による劣化に強く、素子が長持ちする。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１は本発明の実施例で用いた引き上げ装置を
示す断面図、図２は本発明に係る非線形光学素子を用い
たレーザ装置の概略図である。
明する。図１は本発明の実施例で用いた引き上げ装置を
示す断面図、図２は本発明に係る非線形光学素子を用い
たレーザ装置の概略図である。
【００１５】実施例１ 図１は本実施例で用いた四ほう酸リチウム単結晶の引き
上げ装置１０であって、四ほう酸リチウムが融解される
直径９０ｍｍ、高さ１００ｍｍの白金坩堝１を有してい
る。この白金坩堝１の周囲には、断熱材２，３を介し
て、坩堝内の四ほう酸リチウムを融解させるためのヒー
タ４（例えば抵抗加熱ヒータ）が設けられている。一
方、白金坩堝１の上部には、断熱壁５，６が二重に設け
られており、種結晶が取り付けられる引き上げ軸７が、
この断熱壁５，６を貫通するようになっている。
上げ装置１０であって、四ほう酸リチウムが融解される
直径９０ｍｍ、高さ１００ｍｍの白金坩堝１を有してい
る。この白金坩堝１の周囲には、断熱材２，３を介し
て、坩堝内の四ほう酸リチウムを融解させるためのヒー
タ４（例えば抵抗加熱ヒータ）が設けられている。一
方、白金坩堝１の上部には、断熱壁５，６が二重に設け
られており、種結晶が取り付けられる引き上げ軸７が、
この断熱壁５，６を貫通するようになっている。
【００１６】このような引き上げ装置１０を用いて、ま
ず最初に、双晶を交互に含む四ほう酸リチウム単結晶を
育成した。すなわち、四ほう酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ
7 ）多結晶体１３００ｇを白金坩堝内に充填し、ヒータ
で融解した後、［００１］，［１１０］，［１００］方
向に２インチ径またはそれ以上の径を持つ四ほう酸リチ
ウム単結晶を引き上げた。
ず最初に、双晶を交互に含む四ほう酸リチウム単結晶を
育成した。すなわち、四ほう酸リチウム（Ｌｉ2 Ｂ4 Ｏ
7 ）多結晶体１３００ｇを白金坩堝内に充填し、ヒータ
で融解した後、［００１］，［１１０］，［１００］方
向に２インチ径またはそれ以上の径を持つ四ほう酸リチ
ウム単結晶を引き上げた。
【００１７】このときの育成条件として、融液表面と融
液直上１０ｍｍの間の温度勾配を８０℃、それより上部
の温度勾配を３０℃／ｃｍ、単結晶の直胴部を引き上げ
る際の引き上げ速度を０．５ｍｍ／時間、種結晶の回転
数を２ｒｐｍとした。種結晶としては、右手系の結晶と
左手系の結晶とが交互に積層してあるものを用いた。
液直上１０ｍｍの間の温度勾配を８０℃、それより上部
の温度勾配を３０℃／ｃｍ、単結晶の直胴部を引き上げ
る際の引き上げ速度を０．５ｍｍ／時間、種結晶の回転
数を２ｒｐｍとした。種結晶としては、右手系の結晶と
左手系の結晶とが交互に積層してあるものを用いた。
【００１８】次に、育成した単結晶を、右手系の結晶と
左手系の結晶とが交互に積層してある方向が長手方向に
一致するように、Ｃ軸から７９度傾けて縦×横が２０×
２０mmで長さが５０mmのロッド状にカットし、その両端
面にある入出射面を光学研磨した。図２（Ｂ）に示すよ
うに、このようにして得られた右手系の結晶２１ａと左
手系の結晶２１ｂとが交互に積層してあるロッド状の四
ほう酸リチウム単結晶から成る非線形光学素子２１にお
いて、双晶の接合面間距離ｔは、数μm 〜数十μm 程度
であることが好ましい。
左手系の結晶とが交互に積層してある方向が長手方向に
一致するように、Ｃ軸から７９度傾けて縦×横が２０×
２０mmで長さが５０mmのロッド状にカットし、その両端
面にある入出射面を光学研磨した。図２（Ｂ）に示すよ
うに、このようにして得られた右手系の結晶２１ａと左
手系の結晶２１ｂとが交互に積層してあるロッド状の四
ほう酸リチウム単結晶から成る非線形光学素子２１にお
いて、双晶の接合面間距離ｔは、数μm 〜数十μm 程度
であることが好ましい。
【００１９】次に、図２（Ａ）に示すように、このよう
にして得られたロッド状の四ほう酸リチウム単結晶から
成る非線形光学素子２１を、出力１．５Ｊ、１０Ｈｚ、
１０nsecのＹＡＧレーザ２２および２倍波・４倍波発生
ユニット２３の前方に配置した。
にして得られたロッド状の四ほう酸リチウム単結晶から
成る非線形光学素子２１を、出力１．５Ｊ、１０Ｈｚ、
１０nsecのＹＡＧレーザ２２および２倍波・４倍波発生
ユニット２３の前方に配置した。
【００２０】ＹＡＧレーザから発生させた波長１０６４
ｎｍおよび出力１．５Ｊのレーザ光を、２倍波・４倍波
発生ユニット２３に通すことにより、波長４ω（２６６
ｎｍ）および１１０ｍＪの光と、波長ω（１０６４ｎ
ｍ）および４００ｍＪの光とが生成される。それらの光
を四ほう酸リチウムから成る非線形光学素子２１に通す
ことで、二つの光の混合（和周波）によって、５ω（２
１３ｎｍ）の紫外光（１５０ｍＪ）が発生した。
ｎｍおよび出力１．５Ｊのレーザ光を、２倍波・４倍波
発生ユニット２３に通すことにより、波長４ω（２６６
ｎｍ）および１１０ｍＪの光と、波長ω（１０６４ｎ
ｍ）および４００ｍＪの光とが生成される。それらの光
を四ほう酸リチウムから成る非線形光学素子２１に通す
ことで、二つの光の混合（和周波）によって、５ω（２
１３ｎｍ）の紫外光（１５０ｍＪ）が発生した。
【００２１】その際に、四ほう酸リチウム単結晶から成
る非線形光学素子には何ら異常は観察されなかった。な
お、本実施例では、四ほう酸リチウム単結晶の研磨面に
は、無反射コートが施されていない。したがって、この
反射コートを施すと、５倍波の出力はさらに強力なもの
となることが期待される。
る非線形光学素子には何ら異常は観察されなかった。な
お、本実施例では、四ほう酸リチウム単結晶の研磨面に
は、無反射コートが施されていない。したがって、この
反射コートを施すと、５倍波の出力はさらに強力なもの
となることが期待される。
【００２２】参考例１ 非線形光学素子として、縦×横が２０×２０mmで長さが
５０mmのロッド状の双晶を含まない四ほう酸リチウム単
結晶を用いた以外は、前記実施例と同様にして、和周波
を行った。５ω（２１３ｎｍ）の紫外光（７０ｍＪ）が
発生した。
５０mmのロッド状の双晶を含まない四ほう酸リチウム単
結晶を用いた以外は、前記実施例と同様にして、和周波
を行った。５ω（２１３ｎｍ）の紫外光（７０ｍＪ）が
発生した。
【００２３】比較例１ 縦×横が５×５mmで長さが５mmのロッド状のＢＢＯ（β
−ＢａＢ2 Ｏ4 ）を用いた以外は、前記実施例１と同様
にして、図２に示す構成のレーザ装置を構成し、実施例
１と同様に和周波を行った。
−ＢａＢ2 Ｏ4 ）を用いた以外は、前記実施例１と同様
にして、図２に示す構成のレーザ装置を構成し、実施例
１と同様に和周波を行った。
【００２４】出力光としては、１００ｍＪの５ωの紫外
光が観察されたが、ＢＢＯは、位相整合の角度、温度許
容幅が小さく、さらに紫外吸収があるので自己加熱し、
高パワーの４ω、５ωの光の長時間安定した発生は非常
に困難である。そして、１００時間の試験でカラーセン
タが生じ、結晶が劣化したことが確認された。なお、カ
ラーセンタとは、単結晶内の吸収帯の発生によって検出
される透明な結晶内部の点状の欠陥のことである。
光が観察されたが、ＢＢＯは、位相整合の角度、温度許
容幅が小さく、さらに紫外吸収があるので自己加熱し、
高パワーの４ω、５ωの光の長時間安定した発生は非常
に困難である。そして、１００時間の試験でカラーセン
タが生じ、結晶が劣化したことが確認された。なお、カ
ラーセンタとは、単結晶内の吸収帯の発生によって検出
される透明な結晶内部の点状の欠陥のことである。
【００２５】また、ＢＢＯは、フラックス法で育成する
ので、不純物を取り込み易く、収率は低い。したがっ
て、製造コストが増大する。なお、本発明は、上述した
実施例に限定されず、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。
ので、不純物を取り込み易く、収率は低い。したがっ
て、製造コストが増大する。なお、本発明は、上述した
実施例に限定されず、本発明の範囲内で種々に改変する
ことができる。
【００２６】たとえば、非線形光学素子に対して入射す
る光源としては、上記実施例に限定されず、ルビーレー
ザ、ガラスレーザ、アレキサンドライトレーザ、ガーネ
ットレーザ、サファイヤレーザ、半導体レーザなどを用
いることができる。また、上述した実施例では、右手系
の結晶と左手系の結晶とが交互に積層してある双晶を含
むバルクの四ほう酸リチウム単結晶で非線形光学素子を
構成したが、本発明は、これに限定されず、光導波路状
の四ほう酸リチウム単結晶で非線形光学素子を構成して
も良い。さらに、本発明で用いることができる常誘電体
結晶としては、四ほう酸リチウムに限定されず、水晶あ
るいはその他の結晶であっても良い。
る光源としては、上記実施例に限定されず、ルビーレー
ザ、ガラスレーザ、アレキサンドライトレーザ、ガーネ
ットレーザ、サファイヤレーザ、半導体レーザなどを用
いることができる。また、上述した実施例では、右手系
の結晶と左手系の結晶とが交互に積層してある双晶を含
むバルクの四ほう酸リチウム単結晶で非線形光学素子を
構成したが、本発明は、これに限定されず、光導波路状
の四ほう酸リチウム単結晶で非線形光学素子を構成して
も良い。さらに、本発明で用いることができる常誘電体
結晶としては、四ほう酸リチウムに限定されず、水晶あ
るいはその他の結晶であっても良い。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る非線形
光学素子によれば、強誘電体でない常誘電体で、ＱＰＭ
に似た現象を生じさせ、入射光の波長を高効率で波長変
換することができる。
光学素子によれば、強誘電体でない常誘電体で、ＱＰＭ
に似た現象を生じさせ、入射光の波長を高効率で波長変
換することができる。
【００２８】また、特に四ほう酸リチウムは、本発明者
らの発見によれば、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長
１０６４ｎｍ）から、コヒーレンスが高い４倍波（２６
６ｎｍ）、５倍波（２１３ｎｍ）の波長の光を作り出す
ことができる。この５倍波（２１３ｎｍ）は、ＫｒＦエ
キシマレーザ（２４８ｎｍ）よりも短波長である。
らの発見によれば、たとえばＮｄ：ＹＡＧレーザ（波長
１０６４ｎｍ）から、コヒーレンスが高い４倍波（２６
６ｎｍ）、５倍波（２１３ｎｍ）の波長の光を作り出す
ことができる。この５倍波（２１３ｎｍ）は、ＫｒＦエ
キシマレーザ（２４８ｎｍ）よりも短波長である。
【００２９】４倍波あるいは５倍波の波長の光を作り出
すことができれば、既に大出力の装置が開発されている
赤外レーザを用いて、紫外線領域またはそれに近い領域
のレーザ光を容易に作り出すことができ、このレーザ光
を、マーキング、リソグラフィ、各種半導体プロセス、
医療などの多様な分野への応用が期待できる。特に本発
明では、四ほう酸リチウム単結晶中に双晶を交互に配置
することで、ＱＰＭに似た現象を生じさせ、入射光の波
長を高効率で波長変換し、高出力のレーザ装置を得るこ
とができる。
すことができれば、既に大出力の装置が開発されている
赤外レーザを用いて、紫外線領域またはそれに近い領域
のレーザ光を容易に作り出すことができ、このレーザ光
を、マーキング、リソグラフィ、各種半導体プロセス、
医療などの多様な分野への応用が期待できる。特に本発
明では、四ほう酸リチウム単結晶中に双晶を交互に配置
することで、ＱＰＭに似た現象を生じさせ、入射光の波
長を高効率で波長変換し、高出力のレーザ装置を得るこ
とができる。
【００３０】また、四ほう酸リチウムは、大口径の単結
晶を育成することが可能であるため、大型の非線形光学
素子を作り易い。さらに、四ほう酸リチウムは、耐レー
ザ損傷が大きいので大きなパワーのレーザを入射できる
という利点もある。さらに、四ほう酸リチウムは、紫外
線による劣化に強く、素子が長持ちする。
晶を育成することが可能であるため、大型の非線形光学
素子を作り易い。さらに、四ほう酸リチウムは、耐レー
ザ損傷が大きいので大きなパワーのレーザを入射できる
という利点もある。さらに、四ほう酸リチウムは、紫外
線による劣化に強く、素子が長持ちする。
【図１】図１は本発明の実施例で用いた引き上げ装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明に係る非線形光学素子を用
いたレーザ装置の概略図、（Ｂ）はその装置で用いるレ
ーザロッドの概略図である。
いたレーザ装置の概略図、（Ｂ）はその装置で用いるレ
ーザロッドの概略図である。
１… 白金坩堝 ２，３… 断熱材 ４… ヒータ ５，６… 断熱壁 ７… 引き上げ軸 １０… 引き上げ装置 ２１… 非線形光学素子 ２２… ＹＡＧレーザ ２３… ２倍波・４倍波発生ユニット
Claims (2)
- 【請求項１】 常誘電体結晶のＣ軸方向の螺旋軸の回転
の違いによる右手系の結晶と左手系の結晶とが交互に積
層してある非線形光学素子。 - 【請求項２】 常誘電体結晶のＣ軸方向の螺旋軸の回転
の違いによる右手系の結晶と左手系の結晶とが交互に積
層してある双晶を含む四ほう酸リチウム単結晶から成る
非線形光学素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP961596A JPH09197455A (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 非線形光学素子 |
| DE69628709T DE69628709T2 (de) | 1995-09-20 | 1996-09-20 | Frequenzumwandler und Frequenzumwandlungsverfahren mit Lithiumtetraborat, und optische Vorrichtung mit diesem Frequenzumwandler |
| EP96115141A EP0767396B1 (en) | 1995-09-20 | 1996-09-20 | Optical converting method and converter device using the single-crystal lithium tetraborate, and optical apparatus using the optical converter device |
| US08/710,714 US5805626A (en) | 1995-09-20 | 1996-09-20 | Single-crystal lithium tetraborate and method making the same, optical converting method and converter device using the single-crystal lithium tetraborate, and optical apparatus using the optical converter device |
| EP02019711A EP1315027A3 (en) | 1995-09-20 | 1996-09-20 | Optical converting method using a single-crystal lithium tetraborate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP961596A JPH09197455A (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 非線形光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197455A true JPH09197455A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11725206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP961596A Pending JPH09197455A (ja) | 1995-09-20 | 1996-01-23 | 非線形光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09197455A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2151712A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing a wavelength converter and wavelength converter |
| US8259386B2 (en) | 2008-08-06 | 2012-09-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength conversion element and method for manufacturing wavelength conversion element |
| JP2020201340A (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 波長変換装置 |
-
1996
- 1996-01-23 JP JP961596A patent/JPH09197455A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2151712A1 (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of manufacturing a wavelength converter and wavelength converter |
| US7995267B2 (en) | 2008-08-06 | 2011-08-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength converter manufacturing method and wavelength converter |
| US8259386B2 (en) | 2008-08-06 | 2012-09-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength conversion element and method for manufacturing wavelength conversion element |
| JP2020201340A (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 波長変換装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020604 |