JPH09260759A - 波長変換レーザー - Google Patents
波長変換レーザーInfo
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- JPH09260759A JPH09260759A JP6784096A JP6784096A JPH09260759A JP H09260759 A JPH09260759 A JP H09260759A JP 6784096 A JP6784096 A JP 6784096A JP 6784096 A JP6784096 A JP 6784096A JP H09260759 A JPH09260759 A JP H09260759A
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- JP
- Japan
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- laser
- laser medium
- etalon
- light
- nonlinear optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非線形光学材料の波長変換効率およびレーザ
ー媒質の励起効率を低下させることなく、基本波の縦モ
ード制御が可能な波長変換レーザーを提供する。 【解決手段】 光共振器用の鏡面１ａ，４ａ、およびそ
の間に挿入されるレーザー媒質２、非線形光学材料３の
各構成部材のうち、互いに隣合う少なくとも一対の部材
間の距離を接近させることにより、その部材相互の対向
面でエタロン６（７）を形成する。
ー媒質の励起効率を低下させることなく、基本波の縦モ
ード制御が可能な波長変換レーザーを提供する。 【解決手段】 光共振器用の鏡面１ａ，４ａ、およびそ
の間に挿入されるレーザー媒質２、非線形光学材料３の
各構成部材のうち、互いに隣合う少なくとも一対の部材
間の距離を接近させることにより、その部材相互の対向
面でエタロン６（７）を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長変換レーザー
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長変換レーザーにおいては、一般に、
安定した出力を得るためには、基本波の縦モードを少な
くする必要がある。このような縦モードを少なくする方
法として、従来、以下のような方法が用いられてきた。
安定した出力を得るためには、基本波の縦モードを少な
くする必要がある。このような縦モードを少なくする方
法として、従来、以下のような方法が用いられてきた。
【０００３】（１）回折格子を用いる方法 （ａ）共振器ミラーの一方を回折格子で代用するもの （ｂ）シーズ光を回折格子で反射するもの （２）光共振器内にエタロンを挿入する方法 （３）薄いレーザー媒質を用いる方法
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上の従来の方法にお
いて、（１）では、回折格子の回折効率はあまり高くな
いために、回折格子において光波はかなりの散乱を受
け、大きなエネルギーの損失が生じ、また（２）では、
エタロンを透過させる分、エネルギーの損失が生じる。
これら基本波のパワーを下げる要素がある場合、非線形
光学材料による波長変換効率は基本波のパワーの２乗に
比例して変化するといった関係上、非線形光学材料の波
長変換効率が大きく低下するといった問題が生じる。
いて、（１）では、回折格子の回折効率はあまり高くな
いために、回折格子において光波はかなりの散乱を受
け、大きなエネルギーの損失が生じ、また（２）では、
エタロンを透過させる分、エネルギーの損失が生じる。
これら基本波のパワーを下げる要素がある場合、非線形
光学材料による波長変換効率は基本波のパワーの２乗に
比例して変化するといった関係上、非線形光学材料の波
長変換効率が大きく低下するといった問題が生じる。
【０００５】また、（３）では、レーザー媒質の励起効
率が落ちるといった問題が生じ、この場合、励起効率と
縦モードの制御を両立させることは難しい。本発明の目
的は、非線形光学材料の波長変換効率およびレーザー媒
質の励起効率を低下させることなく、基本波の縦モード
制御が可能な波長変換レーザーを提供することにある。
率が落ちるといった問題が生じ、この場合、励起効率と
縦モードの制御を両立させることは難しい。本発明の目
的は、非線形光学材料の波長変換効率およびレーザー媒
質の励起効率を低下させることなく、基本波の縦モード
制御が可能な波長変換レーザーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の波長変換レーザーは、図１に例示するよう
に、２つの鏡面１ａおよび４ａによって構成された光共
振器８内にレーザー媒質２および非線形光学材料３が挿
入された波長変換レーザーにおいて、各鏡面１ａ，４
ａ、レーザー媒質２、および非線形光学材料３の各構成
部材のうち、互いに隣合う少なくとも一対の部材が近接
配置され、その部材相互の対向面でエタロン６（７）が
形成されていることを特徴としている。
め、本発明の波長変換レーザーは、図１に例示するよう
に、２つの鏡面１ａおよび４ａによって構成された光共
振器８内にレーザー媒質２および非線形光学材料３が挿
入された波長変換レーザーにおいて、各鏡面１ａ，４
ａ、レーザー媒質２、および非線形光学材料３の各構成
部材のうち、互いに隣合う少なくとも一対の部材が近接
配置され、その部材相互の対向面でエタロン６（７）が
形成されていることを特徴としている。
【０００７】一般に、エタロンにおいては、互いに対向
する反射面の間で光を繰り返し反射させることにより、
光の干渉作用によって波長を統一させるのであるが、通
常のエタロンでは、このような２つの反射面をそれぞれ
水晶板やガラス板の表面に多重層反射膜を形成すること
によって得ている。このような通常のエタロンを光共振
器内に挿入する限り、そこでの損失は避けられなかっ
た。
する反射面の間で光を繰り返し反射させることにより、
光の干渉作用によって波長を統一させるのであるが、通
常のエタロンでは、このような２つの反射面をそれぞれ
水晶板やガラス板の表面に多重層反射膜を形成すること
によって得ている。このような通常のエタロンを光共振
器内に挿入する限り、そこでの損失は避けられなかっ
た。
【０００８】本発明では、光共振器８内において、互い
に隣合う少なくとも一対の部材を接近させることによ
り、その対向面によってエタロンとしての各反射面を構
成し、その間で光を繰り返し反射させることによってそ
の波長を統一する。よって、エタロンを別途挿入するこ
となく縦モードを制御できると同時に、余分な素子がな
い分、光共振器内での損失が減少する。また、縦モード
制御のためにレーザー媒質を薄くする必要がなくなるの
で、励起効率が低下しない。
に隣合う少なくとも一対の部材を接近させることによ
り、その対向面によってエタロンとしての各反射面を構
成し、その間で光を繰り返し反射させることによってそ
の波長を統一する。よって、エタロンを別途挿入するこ
となく縦モードを制御できると同時に、余分な素子がな
い分、光共振器内での損失が減少する。また、縦モード
制御のためにレーザー媒質を薄くする必要がなくなるの
で、励起効率が低下しない。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の模式
的構成図である。この形態において、レーザー媒質２は
Ｎｄ：ＹＡＧで、非線形光学結晶３はＫＴＰ（ＫＴi Ｏ
ＰＯ4 ）の結晶である。これらは互いに同一の光軸上に
置かれ、さらにその光軸上にはこれらレーザー媒質２と
非線形光学結晶３を挟むように２つの共振器ミラー１お
よび４が配設され、レーザー媒質２の側面にはＫｒアー
ク放電燈等の励起用光源５が配設されて、全体として側
面励起のＮｄ：ＹＡＧ１０６４ｎｍ共振器内ＳＨＧレー
ザーが構成されている。
的構成図である。この形態において、レーザー媒質２は
Ｎｄ：ＹＡＧで、非線形光学結晶３はＫＴＰ（ＫＴi Ｏ
ＰＯ4 ）の結晶である。これらは互いに同一の光軸上に
置かれ、さらにその光軸上にはこれらレーザー媒質２と
非線形光学結晶３を挟むように２つの共振器ミラー１お
よび４が配設され、レーザー媒質２の側面にはＫｒアー
ク放電燈等の励起用光源５が配設されて、全体として側
面励起のＮｄ：ＹＡＧ１０６４ｎｍ共振器内ＳＨＧレー
ザーが構成されている。
【００１０】共振器ミラー１および４において、ミラー
１の鏡面１ａは、全反射のコート膜を有し、一方、ミラ
ー４の鏡面４ａはレーザー媒質２からの固体レーザー光
に対して高反射で、そのレーザー光を基本波とする第２
高調波に対しては高透過の反射コート膜を有しており、
これらによって光共振器８が構成されている。
１の鏡面１ａは、全反射のコート膜を有し、一方、ミラ
ー４の鏡面４ａはレーザー媒質２からの固体レーザー光
に対して高反射で、そのレーザー光を基本波とする第２
高調波に対しては高透過の反射コート膜を有しており、
これらによって光共振器８が構成されている。
【００１１】レーザー媒質２の両端面２ａ，２ｂ、およ
び、非線形光学結晶３の両端面３ａ，３ｂには、それぞ
れ反射防止膜が形成されており、それぞれレーザー媒質
２からのレーザー基本波、および第２高調波を高透過率
で透過させ得るようになっている。
び、非線形光学結晶３の両端面３ａ，３ｂには、それぞ
れ反射防止膜が形成されており、それぞれレーザー媒質
２からのレーザー基本波、および第２高調波を高透過率
で透過させ得るようになっている。
【００１２】鏡面１ａとレーザー媒質２の共振器ミラー
側の端面２ａ間、およびレーザー媒質２の非線形光学結
晶側の端面２ｂと非線形光学結晶３のレーザー媒質側の
端面３ａ間の間隔は、それぞれ１ｍｍ以下に設定され、
その２箇所の対向面の対が、それぞれエタロン６および
７として機能するように構成されている。
側の端面２ａ間、およびレーザー媒質２の非線形光学結
晶側の端面２ｂと非線形光学結晶３のレーザー媒質側の
端面３ａ間の間隔は、それぞれ１ｍｍ以下に設定され、
その２箇所の対向面の対が、それぞれエタロン６および
７として機能するように構成されている。
【００１３】この構成において、励起用光源５からのポ
ンピング光で励起されたレーザー媒質２は固体レーザー
光を出力し、その光は鏡面間で共振してそのパワー密度
が高められ、非線形光学結晶３を透過する。これによっ
て発生した第２高調波は、共振器ミラー４を透過して外
部に取り出される。
ンピング光で励起されたレーザー媒質２は固体レーザー
光を出力し、その光は鏡面間で共振してそのパワー密度
が高められ、非線形光学結晶３を透過する。これによっ
て発生した第２高調波は、共振器ミラー４を透過して外
部に取り出される。
【００１４】このような動作において、上述の２箇所の
対向面の対１ａと２ａ、および２ｂと３ａでは、レーザ
ー光が繰り返し反射してエタロンとして機能し、基本波
の縦モードが制御される。すなわち、反射防止膜の反射
率が０．１％であっても、繰り返し反射を考慮したフィ
ネスの値は反射率５％（コーティングしていない石英製
エタロンの反射率にほぼ等しい）の時の８０％を超える
値を示すため、十分にエタロンとして機能する。ただ
し、０．３％以上の反射率を持っていた方がフィネスの
値は高くなり、その効果は一層高くなる。また、非線形
光学結晶の光学軸が加工精度によって設計からずれて、
エタロンとして機能する２面間に傾きが生じても、一般
にその傾きは０．２°程度なので、フィネスの値にはほ
とんど影響しない。
対向面の対１ａと２ａ、および２ｂと３ａでは、レーザ
ー光が繰り返し反射してエタロンとして機能し、基本波
の縦モードが制御される。すなわち、反射防止膜の反射
率が０．１％であっても、繰り返し反射を考慮したフィ
ネスの値は反射率５％（コーティングしていない石英製
エタロンの反射率にほぼ等しい）の時の８０％を超える
値を示すため、十分にエタロンとして機能する。ただ
し、０．３％以上の反射率を持っていた方がフィネスの
値は高くなり、その効果は一層高くなる。また、非線形
光学結晶の光学軸が加工精度によって設計からずれて、
エタロンとして機能する２面間に傾きが生じても、一般
にその傾きは０．２°程度なので、フィネスの値にはほ
とんど影響しない。
【００１５】なお、この実施の形態において、エタロン
の各反射面として機能させる対向面の形成位置について
は、図１で示したものに限らない。鏡面１ａとレーザー
媒質２の端面２ａとを接近させて構成されるエタロンを
エタロンＡ、レーザー媒質２の端面２ｂと非線形光学結
晶３の端面３ａとで構成されるエタロンをエタロンＢ、
非線形光学結晶３の端面３ｂと鏡面４ａとで構成される
エタロンをエタロンＣとするならば、ＡとＢの組合せの
他、ＡとＣ、ＢとＣの組合せが考えられ、必要があれ
ば、ＡとＢとＣでもよく、目的に応じて適宜に変更し得
る。レーザー媒質、および非線形光学材料の相互の位置
関係、さらにはそれらの材質についても、適宜に変更し
得るのは言うまでもない。
の各反射面として機能させる対向面の形成位置について
は、図１で示したものに限らない。鏡面１ａとレーザー
媒質２の端面２ａとを接近させて構成されるエタロンを
エタロンＡ、レーザー媒質２の端面２ｂと非線形光学結
晶３の端面３ａとで構成されるエタロンをエタロンＢ、
非線形光学結晶３の端面３ｂと鏡面４ａとで構成される
エタロンをエタロンＣとするならば、ＡとＢの組合せの
他、ＡとＣ、ＢとＣの組合せが考えられ、必要があれ
ば、ＡとＢとＣでもよく、目的に応じて適宜に変更し得
る。レーザー媒質、および非線形光学材料の相互の位置
関係、さらにはそれらの材質についても、適宜に変更し
得るのは言うまでもない。
【００１６】図２は、本発明を半導体レーザー端面励起
のＮｄ：ＹＡＧ９４６ｎｍ共振器内ＳＨＧレーザーに適
用した形態を示す模式的構成図である。この形態におい
て、レーザー媒質および非線形光学結晶については、図
１の場合と同じ材質で構成されている。レーザー媒質１
１と非線形光学結晶１２は、互いに同一の光軸上に置か
れ、さらにその光軸上にはこれらレーザー媒質１１と非
線形光学結晶１２を挟むように、レンズシステム１０を
介したポンピング用半導体レーザー９、および共振器ミ
ラー１３が配設されている。
のＮｄ：ＹＡＧ９４６ｎｍ共振器内ＳＨＧレーザーに適
用した形態を示す模式的構成図である。この形態におい
て、レーザー媒質および非線形光学結晶については、図
１の場合と同じ材質で構成されている。レーザー媒質１
１と非線形光学結晶１２は、互いに同一の光軸上に置か
れ、さらにその光軸上にはこれらレーザー媒質１１と非
線形光学結晶１２を挟むように、レンズシステム１０を
介したポンピング用半導体レーザー９、および共振器ミ
ラー１３が配設されている。
【００１７】共振器ミラー１３の鏡面１３ａは、半導体
レーザー光およびこの光によって誘導放出された固体レ
ーザー光の双方に対して高反射で、かつ、固体レーザー
光を基本波とする第２高調波に対しては高透過率を持つ
反射コート膜によって構成されている。
レーザー光およびこの光によって誘導放出された固体レ
ーザー光の双方に対して高反射で、かつ、固体レーザー
光を基本波とする第２高調波に対しては高透過率を持つ
反射コート膜によって構成されている。
【００１８】レーザー媒質１１のレンズシステム側の端
面１１ａに半導体レーザー光に対して高透過で、かつ、
固体レーザー光および第２高調波の双方に対しては、高
反射率を持つ反射コート膜が形成され、この端面１１ａ
と鏡面１３ａによって固体レーザー光の共振器１５が構
成されている。
面１１ａに半導体レーザー光に対して高透過で、かつ、
固体レーザー光および第２高調波の双方に対しては、高
反射率を持つ反射コート膜が形成され、この端面１１ａ
と鏡面１３ａによって固体レーザー光の共振器１５が構
成されている。
【００１９】また、非線形光学結晶１２の共振器ミラー
側の端面１２ｂには、反射防止膜が形成されている。そ
して、レーザー媒質１１の非線形光学結晶側の端面１１
ｂ、および非線形光学結晶１２のレーザー媒質側の端面
１２ａにも、反射防止膜が形成され、さらに、それら両
端面の間隔は１ｍｍ以下に設定され、その対向面の対が
エタロン１４として機能するように構成されている。
側の端面１２ｂには、反射防止膜が形成されている。そ
して、レーザー媒質１１の非線形光学結晶側の端面１１
ｂ、および非線形光学結晶１２のレーザー媒質側の端面
１２ａにも、反射防止膜が形成され、さらに、それら両
端面の間隔は１ｍｍ以下に設定され、その対向面の対が
エタロン１４として機能するように構成されている。
【００２０】このような構成において、半導体レーザー
９からのポンピング光は、レンズシステム１０で集光さ
れ、その光によってレーザー媒質１１が励起される。そ
こで出力した固体レーザー光は、レーザー媒質１１の一
端面１１ａと鏡面１３ａとの間で共振してそのパワー密
度が高められる。そして、その固体レーザー光は非線形
光学結晶１２を透過して、固体レーザー光を基本波とす
る第２高調波が発生し、その高調波は共振器ミラー１３
を透過して外部に取り出される。
９からのポンピング光は、レンズシステム１０で集光さ
れ、その光によってレーザー媒質１１が励起される。そ
こで出力した固体レーザー光は、レーザー媒質１１の一
端面１１ａと鏡面１３ａとの間で共振してそのパワー密
度が高められる。そして、その固体レーザー光は非線形
光学結晶１２を透過して、固体レーザー光を基本波とす
る第２高調波が発生し、その高調波は共振器ミラー１３
を透過して外部に取り出される。
【００２１】この図２の形態においても、図１の場合と
同じく、上述した対向面の対１１ｂと１２ａとの間でレ
ーザー光が繰り返し反射され、基本波の縦モードが制御
される。また、この形態では、レーザー媒質の厚みが図
１の場合と比べると薄く、共振器長も短いので、エタロ
ンとして機能させる対向面の対は１箇所でよい。
同じく、上述した対向面の対１１ｂと１２ａとの間でレ
ーザー光が繰り返し反射され、基本波の縦モードが制御
される。また、この形態では、レーザー媒質の厚みが図
１の場合と比べると薄く、共振器長も短いので、エタロ
ンとして機能させる対向面の対は１箇所でよい。
【００２２】なお、この実施の形態において、エタロン
の各反射面として機能させる対向面については、図２で
示したものに限らず、非線形光学結晶１２の端面１２ｂ
と鏡面１３ａとを接近させてその機能を与えてもよい。
半導体レーザーないし、レンズシステム、レーザー媒
質、および非線形光学材料の相互の位置関係、さらには
それらの材質についても、適宜に変更し得るのは言うま
でもない。
の各反射面として機能させる対向面については、図２で
示したものに限らず、非線形光学結晶１２の端面１２ｂ
と鏡面１３ａとを接近させてその機能を与えてもよい。
半導体レーザーないし、レンズシステム、レーザー媒
質、および非線形光学材料の相互の位置関係、さらには
それらの材質についても、適宜に変更し得るのは言うま
でもない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光共振器において各鏡面，レーザー媒質，および非線形
光学材料の各構成部材のうち、互いに隣合う少なくとも
一対の部材が近接配置され、その部材相互の対向面でエ
タロンが形成されているから、縦モードを制御するため
にエタロンを追加する必要がなくなる。従って、その素
子がない分、光共振器内での損失が減少し、非線形光学
材料の波長変換効率は低下しない。その上、低価格で製
作することができるという利点もある。また、レーザー
媒質を励起効率が落ちる程度まで薄くする必要がなくな
るので、励起効率は低下しない。もって、これらの効果
により、非線形光学材料の波長変換効率およびレーザー
媒質の励起効率を低下させることなく、基本波の縦モー
ド制御が可能な波長変換レーザーを提供することができ
る。
光共振器において各鏡面，レーザー媒質，および非線形
光学材料の各構成部材のうち、互いに隣合う少なくとも
一対の部材が近接配置され、その部材相互の対向面でエ
タロンが形成されているから、縦モードを制御するため
にエタロンを追加する必要がなくなる。従って、その素
子がない分、光共振器内での損失が減少し、非線形光学
材料の波長変換効率は低下しない。その上、低価格で製
作することができるという利点もある。また、レーザー
媒質を励起効率が落ちる程度まで薄くする必要がなくな
るので、励起効率は低下しない。もって、これらの効果
により、非線形光学材料の波長変換効率およびレーザー
媒質の励起効率を低下させることなく、基本波の縦モー
ド制御が可能な波長変換レーザーを提供することができ
る。
【図１】本発明の実施の形態の模式的構成図
【図２】本発明を端面励起に適用した場合の実施の形態
の模式的構成図
の模式的構成図
１，４，１３ 共振器ミラー ２，１１ レーザー媒質 ３，１２ 非線形光学結晶 ９ 半導体レーザー ６，７，１４ エタロンとして機能させる対向面の対 ８，１５ 光共振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/106 Ｈ０１Ｓ 3/09 Ｚ
Claims (1)
- 【請求項１】 ２つの鏡面によって構成された光共振器
内にレーザー媒質および非線形光学材料が挿入された波
長変換レーザーにおいて、上記各鏡面，レーザー媒質，
および非線形光学材料の各構成部材のうち、互いに隣合
う少なくとも一対の部材が近接配置され、その部材相互
の対向面でエタロンが形成されていることを特徴とする
波長変換レーザー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6784096A JPH09260759A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 波長変換レーザー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6784096A JPH09260759A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 波長変換レーザー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260759A true JPH09260759A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13356559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6784096A Withdrawn JPH09260759A (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | 波長変換レーザー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09260759A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006093018A1 (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-08 | Meijo University | ２光束干渉露光装置、２光束干渉露光方法、半導体発光素子の製造方法、および、半導体発光素子 |
| JP2013066938A (ja) * | 2004-08-16 | 2013-04-18 | Loma Linda Univ Medical Center | 材料加工方法および装置 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP6784096A patent/JPH09260759A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013066938A (ja) * | 2004-08-16 | 2013-04-18 | Loma Linda Univ Medical Center | 材料加工方法および装置 |
| WO2006093018A1 (ja) * | 2005-03-01 | 2006-09-08 | Meijo University | ２光束干渉露光装置、２光束干渉露光方法、半導体発光素子の製造方法、および、半導体発光素子 |
| JPWO2006093018A1 (ja) * | 2005-03-01 | 2008-08-21 | 学校法人 名城大学 | ２光束干渉露光装置、２光束干渉露光方法、半導体発光素子の製造方法、および、半導体発光素子 |
| US7756189B2 (en) | 2005-03-01 | 2010-07-13 | Meijo University | Two-light flux interference exposure device, two-light flux interference exposure method, semiconductor light emitting element manufacturing method, and semiconductor light emitting element |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050324 |