JPH09292638A - 高出力紫外線レーザー光発生装置 - Google Patents
高出力紫外線レーザー光発生装置Info
- Publication number
- JPH09292638A JPH09292638A JP8105682A JP10568296A JPH09292638A JP H09292638 A JPH09292638 A JP H09292638A JP 8105682 A JP8105682 A JP 8105682A JP 10568296 A JP10568296 A JP 10568296A JP H09292638 A JPH09292638 A JP H09292638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength conversion
- conversion element
- output
- laser light
- protective film
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3501—Constructional details or arrangements of non-linear optical devices, e.g. shape of non-linear crystals
- G02F1/3505—Coatings; Housings; Supports
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高出力化に伴う波長変換素子の非線形光学結
晶の変質に伴う特性低下を回避し、長寿命化をはかる。 【解決手段】 入射レーザー光光源部１と、この光源部
１からのレーザー光が入射され、波長変換によって紫外
線を導出する非線形光学結晶よりなる波長変換素子４と
を有してなり、その波長変換素子４は、その非線形光学
結晶の少なくとも紫外線を導出する出力側端面４ｏに、
潮解性のない保護膜５が被着されてなる構成とする。
晶の変質に伴う特性低下を回避し、長寿命化をはかる。 【解決手段】 入射レーザー光光源部１と、この光源部
１からのレーザー光が入射され、波長変換によって紫外
線を導出する非線形光学結晶よりなる波長変換素子４と
を有してなり、その波長変換素子４は、その非線形光学
結晶の少なくとも紫外線を導出する出力側端面４ｏに、
潮解性のない保護膜５が被着されてなる構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に波長変換素子
を有してなる高出力紫外線レーザー光発生装置に係わ
る。
を有してなる高出力紫外線レーザー光発生装置に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、紫外線発生装置として、例えば緑
色レーザー光、あるいは紫外線レーザー光を入射光と
し、これを非線形光学結晶による波長変換素子によって
波長変換して紫外線レーザー光、あるいはより短波長の
紫外線レーザー光を発生させる紫外線発生装置がある。
色レーザー光、あるいは紫外線レーザー光を入射光と
し、これを非線形光学結晶による波長変換素子によって
波長変換して紫外線レーザー光、あるいはより短波長の
紫外線レーザー光を発生させる紫外線発生装置がある。
【０００３】この種の紫外線発生装置における波長変換
素子としては、非線形光学結晶のβ−ＢＢＯ（β−Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 ）結晶がしばしば用いられる。このＢＢＯは、
潮解性がないとされ、化学的に安定であり、空気中での
取扱が可能であることから、安定した紫外線発生を行う
波長変換素子として用いられている。ところが、このＢ
ＢＯ結晶において、平均出力が１ｋＷ／ｃｍ2 以上の高
出力紫外線を取り扱うと、このＢＢＯ結晶の端面の紫外
線が照射された領域が時間とともに変質し、数十時間と
いう短時間で紫外光出力を激減させる光損傷が発生す
る。また、両端面での表面反射によるいわゆるフレネル
反射損失により２０％近く反射損失を生じる。
素子としては、非線形光学結晶のβ−ＢＢＯ（β−Ｂａ
Ｂ2 Ｏ4 ）結晶がしばしば用いられる。このＢＢＯは、
潮解性がないとされ、化学的に安定であり、空気中での
取扱が可能であることから、安定した紫外線発生を行う
波長変換素子として用いられている。ところが、このＢ
ＢＯ結晶において、平均出力が１ｋＷ／ｃｍ2 以上の高
出力紫外線を取り扱うと、このＢＢＯ結晶の端面の紫外
線が照射された領域が時間とともに変質し、数十時間と
いう短時間で紫外光出力を激減させる光損傷が発生す
る。また、両端面での表面反射によるいわゆるフレネル
反射損失により２０％近く反射損失を生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、紫外
線発生装置において、平均出力が１ｋＷ／ｃｍ2 以上の
高出力化を行う場合、通常の低出力では問題にならなか
った非線形光学結晶による波長変換素子の変質が問題と
なる。
線発生装置において、平均出力が１ｋＷ／ｃｍ2 以上の
高出力化を行う場合、通常の低出力では問題にならなか
った非線形光学結晶による波長変換素子の変質が問題と
なる。
【０００５】本発明者等は、この変質について、種々の
実験考察を行って、その原因が、短波長すなわち高エネ
ルギーの紫外線レーザー光を高出力で発生させる場合に
おいて、その非線形光学結晶の例えばＢＢＯにおけるわ
ずかな潮解性が原因であることを究明した。
実験考察を行って、その原因が、短波長すなわち高エネ
ルギーの紫外線レーザー光を高出力で発生させる場合に
おいて、その非線形光学結晶の例えばＢＢＯにおけるわ
ずかな潮解性が原因であることを究明した。
【０００６】本発明においては、この原因究明に基づ
き、波長変換素子を具備する高出力紫外線レーザー光発
生装置において、安定して平均出力が１ｋＷ／ｃｍ2 以
上の紫外線レーザー光を発生させることができるように
した高出力紫外線レーザー光発生装置を提供するに至っ
た。
き、波長変換素子を具備する高出力紫外線レーザー光発
生装置において、安定して平均出力が１ｋＷ／ｃｍ2 以
上の紫外線レーザー光を発生させることができるように
した高出力紫外線レーザー光発生装置を提供するに至っ
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明による高出力紫外
線レーザー光発生装置は、入射レーザー光光源部と、こ
の光源部からのレーザー光が入射され、波長変換によっ
て紫外線を導出する非線形光学結晶よりなる波長変換素
子とを有してなり、その波長変換素子は、その非線形光
学結晶の少なくとも紫外線を導出する出力側端面に、潮
解性のない保護膜が被着されてなる構成とする。
線レーザー光発生装置は、入射レーザー光光源部と、こ
の光源部からのレーザー光が入射され、波長変換によっ
て紫外線を導出する非線形光学結晶よりなる波長変換素
子とを有してなり、その波長変換素子は、その非線形光
学結晶の少なくとも紫外線を導出する出力側端面に、潮
解性のない保護膜が被着されてなる構成とする。
【０００８】このように、本発明装置においては、その
波長変換素子を構成する非線形光学結晶の紫外線が導出
される少なくとも出力側端面に、潮解性のない保護膜を
被着形成したことによって、この端面が直接外部に露呈
することがないようにしたことから、この端面に酸素
や、水分が接触されることがなく、この端面に短波長す
なわち高エネルギーの紫外線が高出力をもって照射され
ることによって、この非線形光学結晶がわずかな潮解性
を示すために変質が生じる不都合を回避することがで
き、長時間に渡って紫外線レーザー光の発生を、安定し
て行うことができ、高出力紫外線レーザー光発生装置の
長寿命化をはかることができる。また、この保護膜の屈
折率が、波長変換素子の光学結晶より小さい材料によっ
て構成するときは、効果的にフレネル反射損失の低減化
がはかられ、より高出力化がはかられる。
波長変換素子を構成する非線形光学結晶の紫外線が導出
される少なくとも出力側端面に、潮解性のない保護膜を
被着形成したことによって、この端面が直接外部に露呈
することがないようにしたことから、この端面に酸素
や、水分が接触されることがなく、この端面に短波長す
なわち高エネルギーの紫外線が高出力をもって照射され
ることによって、この非線形光学結晶がわずかな潮解性
を示すために変質が生じる不都合を回避することがで
き、長時間に渡って紫外線レーザー光の発生を、安定し
て行うことができ、高出力紫外線レーザー光発生装置の
長寿命化をはかることができる。また、この保護膜の屈
折率が、波長変換素子の光学結晶より小さい材料によっ
て構成するときは、効果的にフレネル反射損失の低減化
がはかられ、より高出力化がはかられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を参照して本発明による高出
力紫外線レーザー光発生装置の一例を説明する。本発明
においては、その紫外線によって光損傷の発生が問題と
なる結晶端面での平均出力が、１ｋＷ／ｃｍ2 以上の出
力を発生させる高出力紫外線レーザー光発生装置を構成
する。
力紫外線レーザー光発生装置の一例を説明する。本発明
においては、その紫外線によって光損傷の発生が問題と
なる結晶端面での平均出力が、１ｋＷ／ｃｍ2 以上の出
力を発生させる高出力紫外線レーザー光発生装置を構成
する。
【００１０】この例では、ＹＡＧレーザーからの波長１
０６４ｎｍの４倍波を発生させる高出力紫外線レーザー
光発生装置の例で、入射レーザー光光源部１が設けられ
る。この場合の入射レーザー光光源部１は、波長１０６
４ｎｍのレーザー光を発生するＹＡＧレーザー２と、こ
れよりの波長１０６４ｎｍのレーザー光を２倍波の５３
２ｎｍに波長変換する例えばＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）非
線形光学結晶による波長変換素子３とよりなる。
０６４ｎｍの４倍波を発生させる高出力紫外線レーザー
光発生装置の例で、入射レーザー光光源部１が設けられ
る。この場合の入射レーザー光光源部１は、波長１０６
４ｎｍのレーザー光を発生するＹＡＧレーザー２と、こ
れよりの波長１０６４ｎｍのレーザー光を２倍波の５３
２ｎｍに波長変換する例えばＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）非
線形光学結晶による波長変換素子３とよりなる。
【００１１】そして、この光源部１からの５３２ｎｍレ
ーザー光を、さらに２倍波に波長変換する例えばＢＢＯ
（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）非線形光学結晶による紫外線発生
の波長変換素子４に入射させる。このようにすると、紫
外線発生の波長変換素子４から、５３２ｎｍの入射レー
ザー光の２倍波の波長２６６ｎｍのレーザー光を出力光
として取り出すことができる。すなわち、当初の波長１
０６４ｎｍの４倍波を波長変換素子４の出力光として得
ることができる。
ーザー光を、さらに２倍波に波長変換する例えばＢＢＯ
（β−ＢａＢ2 Ｏ4 ）非線形光学結晶による紫外線発生
の波長変換素子４に入射させる。このようにすると、紫
外線発生の波長変換素子４から、５３２ｎｍの入射レー
ザー光の２倍波の波長２６６ｎｍのレーザー光を出力光
として取り出すことができる。すなわち、当初の波長１
０６４ｎｍの４倍波を波長変換素子４の出力光として得
ることができる。
【００１２】上述の構成において、その紫外線を出力光
として導出する紫外線発生の波長変換素子４の光学結晶
の出力側端面４ｏに保護膜５を被着する。この保護膜５
は、湿気を含んだ大気に長期間さらしても潮解すること
がなく、さらに紫外線に対して透過率が高く、屈折率が
波長変換素子の光学結晶に比し小さい例えばＭｇＦ2膜
によって構成する。
として導出する紫外線発生の波長変換素子４の光学結晶
の出力側端面４ｏに保護膜５を被着する。この保護膜５
は、湿気を含んだ大気に長期間さらしても潮解すること
がなく、さらに紫外線に対して透過率が高く、屈折率が
波長変換素子の光学結晶に比し小さい例えばＭｇＦ2膜
によって構成する。
【００１３】この保護膜５の形成は、波長変換素子４を
構成する非線形光学結晶例えばＢＢＯ結晶を真空蒸着器
内に配置し、先ずＢＢＯ結晶表面に付着する水分を除去
する。この水分除去は、真空蒸着器内を１０-5Torr以下
の高真空とし、ＢＢＯ結晶を３００℃以上に温度に加熱
して１時間保持することによって行うことができる。こ
の水分の除去方法としては、紫外線照射あるいはプラズ
マクリーニング等によって行うこともできる。
構成する非線形光学結晶例えばＢＢＯ結晶を真空蒸着器
内に配置し、先ずＢＢＯ結晶表面に付着する水分を除去
する。この水分除去は、真空蒸着器内を１０-5Torr以下
の高真空とし、ＢＢＯ結晶を３００℃以上に温度に加熱
して１時間保持することによって行うことができる。こ
の水分の除去方法としては、紫外線照射あるいはプラズ
マクリーニング等によって行うこともできる。
【００１４】このようにして、水分除去のなされた光学
結晶ＢＢＯに、上述した潮解性がなく紫外線の透過率の
高い例えばＭｇＦ2 の少なくとも出力端面４ｏに蒸着す
る。
結晶ＢＢＯに、上述した潮解性がなく紫外線の透過率の
高い例えばＭｇＦ2 の少なくとも出力端面４ｏに蒸着す
る。
【００１５】また、この保護膜５の厚さは、紫外線発生
の波長変換素子４の非線形光学結晶、上述の例では、Ｂ
ＢＯ結晶の紫外線を導出する出力側端面４ｏに、酸素や
水分を浸透させることのない厚さで、さらに紫外線に対
し無反射効果を生じる厚さに選定する。この保護膜５厚
さは紫外線発生の波長変換素子４の出力光の紫外線の波
長をλとするとき、保護膜５は、その厚さが、ｎλ／４
であり、そのｎが特に１を除く奇数とする誘電体薄膜に
よって構成することが望ましいことが確認された。
の波長変換素子４の非線形光学結晶、上述の例では、Ｂ
ＢＯ結晶の紫外線を導出する出力側端面４ｏに、酸素や
水分を浸透させることのない厚さで、さらに紫外線に対
し無反射効果を生じる厚さに選定する。この保護膜５厚
さは紫外線発生の波長変換素子４の出力光の紫外線の波
長をλとするとき、保護膜５は、その厚さが、ｎλ／４
であり、そのｎが特に１を除く奇数とする誘電体薄膜に
よって構成することが望ましいことが確認された。
【００１６】また、さらに、紫外線発生の波長変換素子
４は、図２に示すように、排気がなされた真空室６内に
配置して、紫外線発生の波長変換素子４への入射光を透
過する入射窓６Ｗｉを通じて波長変換素子４への入射光
の入射を行い、波長変換素子４からの出力光を透過する
出力窓６Ｗｏを通じて出力光の取出しを行うようにする
ことによって、より紫外線発生の波長変換素子４の安定
化をはかることができる。
４は、図２に示すように、排気がなされた真空室６内に
配置して、紫外線発生の波長変換素子４への入射光を透
過する入射窓６Ｗｉを通じて波長変換素子４への入射光
の入射を行い、波長変換素子４からの出力光を透過する
出力窓６Ｗｏを通じて出力光の取出しを行うようにする
ことによって、より紫外線発生の波長変換素子４の安定
化をはかることができる。
【００１７】上述した例では、紫外線発生の波長変換素
子４を真空室６内に配置した場合であるが、窒素もしく
はアルゴン等の希ガスの雰囲気中に配置することによっ
て、同様に、より紫外線発生の波長変換素子４の安定化
をはかることができる。
子４を真空室６内に配置した場合であるが、窒素もしく
はアルゴン等の希ガスの雰囲気中に配置することによっ
て、同様に、より紫外線発生の波長変換素子４の安定化
をはかることができる。
【００１８】図３中曲線３１は、上述の図１の構成によ
る紫外線発生の波長変換素子４を構成する非線形光学結
晶の、紫外線を導出する出力端面側にＭｇＦ2 による保
護膜５を５λ／４の厚さに被着した場合の、結晶端面で
の出力が１ｋＷ／ｃｍ2 の紫外線出力を連続発生させた
ときの時間経過に伴う出力の変化を測定した結果を示す
もので、同図中曲線３２は、上述の図１の構成による紫
外線発生の波長変換素子４を構成する非線形光学結晶に
保護膜を全く被着しなかった従来構成における１ｋＷ／
ｃｍ2 の紫外線出力を連続発生させたときの時間経過に
伴う出力の変化を測定した結果を示す。これら、曲線３
１および３２を比較して明らかなように、本発明による
高出力紫外線レーザー光発生装置は、出力の低下が顕著
に改善されている。
る紫外線発生の波長変換素子４を構成する非線形光学結
晶の、紫外線を導出する出力端面側にＭｇＦ2 による保
護膜５を５λ／４の厚さに被着した場合の、結晶端面で
の出力が１ｋＷ／ｃｍ2 の紫外線出力を連続発生させた
ときの時間経過に伴う出力の変化を測定した結果を示す
もので、同図中曲線３２は、上述の図１の構成による紫
外線発生の波長変換素子４を構成する非線形光学結晶に
保護膜を全く被着しなかった従来構成における１ｋＷ／
ｃｍ2 の紫外線出力を連続発生させたときの時間経過に
伴う出力の変化を測定した結果を示す。これら、曲線３
１および３２を比較して明らかなように、本発明による
高出力紫外線レーザー光発生装置は、出力の低下が顕著
に改善されている。
【００１９】また、上述した例では、紫外線発生の波長
変換素子４への入射光は、比較的長波長の５３２ｎｍで
あることから、その非線形光学結晶の入力側端面４ｉに
は、保護膜５の被着形成を必要としなかったことから、
この入力側端面４ｉには保護膜５の形成を省略したもの
であるが、紫外線発生の波長変換素子４への入射光自体
が短波長の紫外線である場合は、この紫外線発生の波長
変換素子４の非線形光学結晶の入力側端面４ｉにも例え
ば上述したと同様の方法によって保護膜５の形成を行
う。
変換素子４への入射光は、比較的長波長の５３２ｎｍで
あることから、その非線形光学結晶の入力側端面４ｉに
は、保護膜５の被着形成を必要としなかったことから、
この入力側端面４ｉには保護膜５の形成を省略したもの
であるが、紫外線発生の波長変換素子４への入射光自体
が短波長の紫外線である場合は、この紫外線発生の波長
変換素子４の非線形光学結晶の入力側端面４ｉにも例え
ば上述したと同様の方法によって保護膜５の形成を行
う。
【００２０】この場合の一例を、図４を参照して説明す
る。この例においては、互いに異なる２つの波長、すな
わちλ1 ＝２６６ｎｍの第１の入射レーザー光と、λ2
＝１０６４ｎｍの第２の入射レーザー光とを入射光とし
て、λ＝λ1 λ2 ／（λ1 ＋λ2 ）≒２１３ｎｍの紫外
線出力光を取り出す高出力紫外線レーザー光発生装置で
ある。
る。この例においては、互いに異なる２つの波長、すな
わちλ1 ＝２６６ｎｍの第１の入射レーザー光と、λ2
＝１０６４ｎｍの第２の入射レーザー光とを入射光とし
て、λ＝λ1 λ2 ／（λ1 ＋λ2 ）≒２１３ｎｍの紫外
線出力光を取り出す高出力紫外線レーザー光発生装置で
ある。
【００２１】この場合、入射レーザー光光源部１は、例
えばＹＡＧレーザー２と、これよりの波長１０６４ｎｍ
のレーザー光を、ハーフミラーＭH で分岐し、その分岐
された波長１０６４ｎｍの分岐レーザー光を、例えばＬ
ＢＯ非線形光学結晶による波長変換素子３によって２倍
波の５３２ｎｍに波長変換し、この５３２ｎｍレーザー
光をさらに例えばＢＢＯ非線形光学結晶による紫外線発
生の波長変換素子４Ａによって２倍波に波長変換して波
長２６６ｎｍの第１の入射レーザー光とし取り出すとと
もに、ハーフミラーＭH で分岐した他方の波長１０６４
ｎｍのレーザー光をそのまま第２の入射レーザー光とし
て取り出す構成とする。
えばＹＡＧレーザー２と、これよりの波長１０６４ｎｍ
のレーザー光を、ハーフミラーＭH で分岐し、その分岐
された波長１０６４ｎｍの分岐レーザー光を、例えばＬ
ＢＯ非線形光学結晶による波長変換素子３によって２倍
波の５３２ｎｍに波長変換し、この５３２ｎｍレーザー
光をさらに例えばＢＢＯ非線形光学結晶による紫外線発
生の波長変換素子４Ａによって２倍波に波長変換して波
長２６６ｎｍの第１の入射レーザー光とし取り出すとと
もに、ハーフミラーＭH で分岐した他方の波長１０６４
ｎｍのレーザー光をそのまま第２の入射レーザー光とし
て取り出す構成とする。
【００２２】そして、これら、第１および第２の入射レ
ーザー光を、紫外線発生の波長変換素子４に入射する。
この波長変換素子４においては、その出力側端面４ｏは
もとより、その入射光として、紫外線（λ1 ＝２６６ｎ
ｍ）が入射されることから、その入力側端面４ｉにも保
護膜５を被着形成する。
ーザー光を、紫外線発生の波長変換素子４に入射する。
この波長変換素子４においては、その出力側端面４ｏは
もとより、その入射光として、紫外線（λ1 ＝２６６ｎ
ｍ）が入射されることから、その入力側端面４ｉにも保
護膜５を被着形成する。
【００２３】この場合においても、この保護膜５は、例
えばＭｇＦ2 による透明誘電体膜によって構成すること
ができ、その入力側端面４ｉに被着する保護膜５は、紫
外線（λ1 ＝２６６ｎｍ）の入射光に対し、無反射効果
を示す厚さで、かつ十分に酸素や水分を端面４ｉに対し
て遮断できる厚さ、すなわち１を除く奇数をｎとするｎ
λ1 ／４の例えば５λ1 ／４に選定する。
えばＭｇＦ2 による透明誘電体膜によって構成すること
ができ、その入力側端面４ｉに被着する保護膜５は、紫
外線（λ1 ＝２６６ｎｍ）の入射光に対し、無反射効果
を示す厚さで、かつ十分に酸素や水分を端面４ｉに対し
て遮断できる厚さ、すなわち１を除く奇数をｎとするｎ
λ1 ／４の例えば５λ1 ／４に選定する。
【００２４】そして、出力側端面４ｏに被着する保護膜
５は、紫外線（λ≒２１３ｎｍ）の入射光に対し、無反
射効果を示す厚さで、かつ十分に酸素や水分を端面４ｏ
に対して遮断できる厚さ、すなわち１を除く奇数をｎと
するｎλ／４の例えば５λ／４に選定する。
５は、紫外線（λ≒２１３ｎｍ）の入射光に対し、無反
射効果を示す厚さで、かつ十分に酸素や水分を端面４ｏ
に対して遮断できる厚さ、すなわち１を除く奇数をｎと
するｎλ／４の例えば５λ／４に選定する。
【００２５】この例においては、その紫外線発生の波長
変換素子４において、紫外線が導入される入力側端面４
ｉと紫外線が導出される出力側端面４ｏとに、潮解性の
ない保護膜５を被着するようにしたので、各端面４ｉお
よび４ｏにおいて、高エネルギーの短波長の紫外線が、
高出力をもって照射されるにもかかわらず、結晶の変
質、すなわち光損傷を発生することがなく、長期に渡っ
て安定して変換効率の低下すなわち特性劣化を来すこと
なく動作させることができ、高出力紫外線レーザー光発
生装置の長寿命化をはかることができる。
変換素子４において、紫外線が導入される入力側端面４
ｉと紫外線が導出される出力側端面４ｏとに、潮解性の
ない保護膜５を被着するようにしたので、各端面４ｉお
よび４ｏにおいて、高エネルギーの短波長の紫外線が、
高出力をもって照射されるにもかかわらず、結晶の変
質、すなわち光損傷を発生することがなく、長期に渡っ
て安定して変換効率の低下すなわち特性劣化を来すこと
なく動作させることができ、高出力紫外線レーザー光発
生装置の長寿命化をはかることができる。
【００２６】さらに、保護膜を、波長変換素子を構成す
る光学結晶に比し、その屈折率が小さい膜によって構成
するときは、保護膜を形成することのない従来構成に比
し、フレネル反射損失を小さくでき、またその厚さを
（１／４）波長とした場合に比しても、光損傷を小さく
できる。
る光学結晶に比し、その屈折率が小さい膜によって構成
するときは、保護膜を形成することのない従来構成に比
し、フレネル反射損失を小さくでき、またその厚さを
（１／４）波長とした場合に比しても、光損傷を小さく
できる。
【００２７】尚、上述した例では、紫外線発生の波長変
換素子４がＢＢＯによる非線形光学結晶とした場合であ
るが、この結晶に限られるものではなく、例えば２１３
ｎｍの出力光を得る場合、上述のＢＢＯのほかに、ＫＢ
ＢＦ（ＫＢｅ2 ＢＯ3 Ｆ2 ），ＳＢＢＯ（ＳｒＢｅ3 Ｂ
Ｏ7 ）によって構成することができ、例えば２６６ｎｍ
の出力光を得る場合、上述のＢＢＯ，ＫＢＢＦ，ＳＢＢ
Ｏのほかに、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10）によって構
成することができ、例えば３５７ｎｍ，５３２ｎｍの出
力光を得る場合、上述のＢＢＯ，ＫＢＢＦ，ＳＢＢＯ，
ＣＬＢＯのほかにＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）によって構成
することができる。
換素子４がＢＢＯによる非線形光学結晶とした場合であ
るが、この結晶に限られるものではなく、例えば２１３
ｎｍの出力光を得る場合、上述のＢＢＯのほかに、ＫＢ
ＢＦ（ＫＢｅ2 ＢＯ3 Ｆ2 ），ＳＢＢＯ（ＳｒＢｅ3 Ｂ
Ｏ7 ）によって構成することができ、例えば２６６ｎｍ
の出力光を得る場合、上述のＢＢＯ，ＫＢＢＦ，ＳＢＢ
Ｏのほかに、ＣＬＢＯ（ＣｓＬｉＢ6 Ｏ10）によって構
成することができ、例えば３５７ｎｍ，５３２ｎｍの出
力光を得る場合、上述のＢＢＯ，ＫＢＢＦ，ＳＢＢＯ，
ＣＬＢＯのほかにＬＢＯ（ＬｉＢ3 Ｏ5 ）によって構成
することができる。
【００２８】また、これら光学結晶に対する潮解性がな
く、紫外線の透過率が高い、屈折率の小さい保護膜５と
しては、上述の例にＭｇＦ2 のほかに、例えばＮａ3 Ａ
ｌＦ 6 ，ＳｉＯ2 等によって構成することができる。
く、紫外線の透過率が高い、屈折率の小さい保護膜５と
しては、上述の例にＭｇＦ2 のほかに、例えばＮａ3 Ａ
ｌＦ 6 ，ＳｉＯ2 等によって構成することができる。
【００２９】また、本発明による高出力紫外線レーザー
光発生装置は、上述した例に限られるものではなく、紫
外線発生の波長変換素子を具備する各種構成による紫外
線レーザー光発生装置構成に適用することができる。
光発生装置は、上述した例に限られるものではなく、紫
外線発生の波長変換素子を具備する各種構成による紫外
線レーザー光発生装置構成に適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】上述したように、本発明構成によれば、
波長変換素子の光学結晶の紫外線が照射されるすなわち
紫外線レーザー光が出力される出力端面はもとより、入
射光が紫外線レーザー光である場合は、この入射紫外線
レーザー光が導入される入力端面にも、紫外線に高い透
過率を示し、潮解性を示さない保護膜を形成して、上述
の端面に、水分等が達することを回避するようにしたこ
とから、高出力の紫外線レーザー光を取り扱うにもかか
わらず、この高出力紫外線によってもこれら端面におい
て、光学的特性が劣化することを回避できるので、長寿
命の高出力紫外線レーザー光発生装置を得ることができ
るものである。
波長変換素子の光学結晶の紫外線が照射されるすなわち
紫外線レーザー光が出力される出力端面はもとより、入
射光が紫外線レーザー光である場合は、この入射紫外線
レーザー光が導入される入力端面にも、紫外線に高い透
過率を示し、潮解性を示さない保護膜を形成して、上述
の端面に、水分等が達することを回避するようにしたこ
とから、高出力の紫外線レーザー光を取り扱うにもかか
わらず、この高出力紫外線によってもこれら端面におい
て、光学的特性が劣化することを回避できるので、長寿
命の高出力紫外線レーザー光発生装置を得ることができ
るものである。
【００３１】さらに、保護膜を、波長変換素子を構成す
る光学結晶に比し、その屈折率が小さい膜によって構成
するときは、保護膜を形成することのない従来構成に比
し、フレネル反射損失を小さくでき、またその厚さを
（１／４）波長とした場合に比し、光損傷を小さくでき
る。
る光学結晶に比し、その屈折率が小さい膜によって構成
するときは、保護膜を形成することのない従来構成に比
し、フレネル反射損失を小さくでき、またその厚さを
（１／４）波長とした場合に比し、光損傷を小さくでき
る。
【図１】本発明による高出力紫外線レーザー光発生装置
の一例の構成を示すブロック図である。
の一例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明による高出力紫外線レーザー光発生装置
の他の例の構成を示すブロック図である。
の他の例の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による高出力紫外線レーザー光発生装置
の更に他の例の構成を示すブロック図である。
の更に他の例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明装置と従来装置の出力の時間経過に伴う
出力変化を示す図である。
出力変化を示す図である。
１ 入射レーザー光光源部、２ ＹＡＧレーザー、３
波長変換素子、４，４Ａ 紫外線発生の波長変換素子、
５ 保護膜である。
波長変換素子、４，４Ａ 紫外線発生の波長変換素子、
５ 保護膜である。
Claims (7)
- 【請求項１】 入射レーザー光光源部と、 該光源部からのレーザー光が入射され、波長変換によっ
て紫外線を導出する非線形光学結晶よりなる波長変換素
子とを有し、 該波長変換素子は、その非線形光学結晶の、少なくとも
上記紫外線を導出する出力側端面に、潮解性のない保護
膜が被着されてなることを特徴とする高出力紫外線レー
ザー光発生装置。 - 【請求項２】 上記入射レーザー光光源部からのレーザ
ー光が、紫外線であり、上記波長変換素子の入力側端面
にも、潮解性のない保護膜が被着されてなることを特徴
とする請求項１に記載の高出力紫外線レーザー光発生装
置。 - 【請求項３】 上記波長変換素子が、β−ＢａＢ2 Ｏ4
よりなることを特徴とする請求項１に記載の高出力紫外
線レーザー光発生装置。 - 【請求項４】 上記保護膜が、ＭｇＦ2 よりなることを
特徴とする請求項１に記載の高出力紫外線レーザー光発
生装置。 - 【請求項５】 上記保護膜が、上記波長変換素子の出力
光の波長をλとするとき、厚さが、ｎλ／４（ただし、
ｎは１を除く奇数）の誘電体薄膜よりなることを特徴と
する請求項１に記載の高出力紫外線レーザー光発生装
置。 - 【請求項６】 上記波長変換素子の端面上での平均出力
が、１ｋＷ／ｃｍ2 以上とされたことを特徴とする請求
項１に記載の高出力紫外線レーザー光発生装置。 - 【請求項７】 上記波長変換素子は、真空、または窒素
もしくはアルゴン等の希ガスの雰囲気中に配置されて酸
素および水分と遮断されたことを特徴とする請求項１に
記載の高出力紫外線レーザー光発生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8105682A JPH09292638A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 高出力紫外線レーザー光発生装置 |
| US08/847,759 US5862163A (en) | 1996-04-25 | 1997-04-23 | Apparatus for generating ultraviolet laser radiation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8105682A JPH09292638A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 高出力紫外線レーザー光発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292638A true JPH09292638A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14414197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8105682A Pending JPH09292638A (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 高出力紫外線レーザー光発生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5862163A (ja) |
| JP (1) | JPH09292638A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000347233A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-15 | Sony Corp | 紫外線光学装置 |
| JP2002055368A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Takano Co Ltd | 波長変換レーザ装置 |
| JP2007005410A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 中赤外光−紫外光発生装置 |
| JP2018519554A (ja) * | 2015-07-01 | 2018-07-19 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 出力スケーリング可能な非線形光波長コンバータ |
| WO2022181677A1 (ja) | 2021-02-24 | 2022-09-01 | 信弘 梅村 | 紫外線レーザ光発生装置 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5832009A (en) * | 1995-08-18 | 1998-11-03 | Sony Corporation | Laser light emitting device, laser beacon device and laser imager display device |
| US5987041A (en) * | 1997-04-23 | 1999-11-16 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Laser apparatus and method for emission of laser beam using same |
| JP3563955B2 (ja) * | 1998-02-26 | 2004-09-08 | キヤノン株式会社 | ハーフミラーを有した観察系及び該ハーフミラーの製造方法 |
| JPH11295772A (ja) * | 1998-04-15 | 1999-10-29 | Sony Corp | レーザ光発生装置およびレーザ光発生方法 |
| EP1048974A1 (en) * | 1999-04-27 | 2000-11-02 | Kabushiki Kaisha Ushio Sougou Gijyutsu Kenkyusho | Crystal holding device |
| WO2002048787A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede et appareil de transformation de longueur d'onde, et dispositif laser et dispositif d'usinage laser a longueur d'onde transformee |
| WO2002048786A1 (fr) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de conversion de longueur d'onde, dispositif de conversion de longueur d'onde et machine a faisceau laser |
| AU2002306542A1 (en) | 2001-02-15 | 2002-08-28 | Aculight Corporation | Methods and devices for efficient generation of ultraviolet light |
| US6667828B2 (en) * | 2001-07-13 | 2003-12-23 | Zygo Corporation | Apparatus and method using a nonlinear optical crystal |
| US6816536B2 (en) * | 2001-11-30 | 2004-11-09 | Spectra Physics, Inc. | Method and apparatus for in situ protection of sensitive optical materials |
| US20060114946A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-01 | Yunlong Sun | Nonlinear crystal modifications for durable high-power laser wavelength conversion |
| JP4911494B2 (ja) * | 2006-03-18 | 2012-04-04 | 国立大学法人大阪大学 | 波長変換光学素子、波長変換光学素子の製造方法、波長変換装置、紫外線レーザ照射装置およびレーザ加工装置 |
| WO2009154745A2 (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-23 | Ams Research Corporation | Hygroscopic crystal protection |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5034951A (en) * | 1989-06-26 | 1991-07-23 | Cornell Research Foundation, Inc. | Femtosecond ultraviolet laser using ultra-thin beta barium borate |
| US5144630A (en) * | 1991-07-29 | 1992-09-01 | Jtt International, Inc. | Multiwavelength solid state laser using frequency conversion techniques |
| US5264959A (en) * | 1992-11-25 | 1993-11-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Temperature-insensitive phase-matched optical harmonic conversion crystal |
| US5520679A (en) * | 1992-12-03 | 1996-05-28 | Lasersight, Inc. | Ophthalmic surgery method using non-contact scanning laser |
| JP2892938B2 (ja) * | 1994-06-20 | 1999-05-17 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 波長変換装置 |
| US5552926A (en) * | 1994-10-07 | 1996-09-03 | International Business Machines Corporation | Device and method for wavelength conversion and BBO crystal for wavelength conversion |
| US5745284A (en) * | 1996-02-23 | 1998-04-28 | President And Fellows Of Harvard College | Solid-state laser source of tunable narrow-bandwidth ultraviolet radiation |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP8105682A patent/JPH09292638A/ja active Pending
-
1997
- 1997-04-23 US US08/847,759 patent/US5862163A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000347233A (ja) * | 1999-06-08 | 2000-12-15 | Sony Corp | 紫外線光学装置 |
| JP2002055368A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-20 | Takano Co Ltd | 波長変換レーザ装置 |
| JP2007005410A (ja) * | 2005-06-21 | 2007-01-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 中赤外光−紫外光発生装置 |
| JP2018519554A (ja) * | 2015-07-01 | 2018-07-19 | ケーエルエー−テンカー コーポレイション | 出力スケーリング可能な非線形光波長コンバータ |
| WO2022181677A1 (ja) | 2021-02-24 | 2022-09-01 | 信弘 梅村 | 紫外線レーザ光発生装置 |
| KR20230145205A (ko) | 2021-02-24 | 2023-10-17 | 노부히로 우메무라 | 자외선 레이저광 발생장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5862163A (en) | 1999-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH09292638A (ja) | 高出力紫外線レーザー光発生装置 | |
| Zepf et al. | Bright quasi-phase-matched soft-x-ray harmonic radiation from argon ions | |
| Mahon et al. | Nonlinear generation of Lyman‐alpha radiation | |
| US6914918B2 (en) | Optical device, laser beam source, laser apparatus and method of producing optical device | |
| EP2522056B1 (en) | Alleviation of laser-induced damage in optical materials by suppression of transient color centers formation and control of phonon population | |
| Migal et al. | Ionization-free resonantly enhanced low-order harmonic generation in a dense gas mixture by a mid-IR laser field | |
| US20030011872A1 (en) | Apparatus and method using a nonlinear optical crystal | |
| JPH05273624A (ja) | 光波長変換素子およびそれを用いた短波長レーザ光源および短波長レーザ光源を用いた光情報処理装置および光波長変換素子の製造方法 | |
| US5158823A (en) | Second harmonic wave generating device | |
| JP4464404B2 (ja) | 音響光学素子及びそれを用いた光描画装置 | |
| Kung | Narrowband mid‐infrared generation using KTiOAsO4 | |
| JP2008242184A (ja) | 波長変換装置、紫外線レーザ装置およびレーザ加工装置 | |
| Gorobets et al. | Studies of nonlinear optical characteristics of IR crystals for frequency conversion of TEA-CO2 laser radiation | |
| KR20080015059A (ko) | 광 파장 변환 방법, 광 파장 변환 시스템, 및 레이저 발진시스템 | |
| JPH09160086A (ja) | 波長変換素子 | |
| US5741595A (en) | Ultraviolet optical part having coat of ultraviolet optical thin film, and wavelength-changing device and ultraviolet light source unit having coat of ultraviolet optical thin film | |
| JPH1062830A (ja) | ボレート系非線形光学結晶への光学膜の形成方法 | |
| Shkolnikov et al. | Review of X-ray nonlinear optics | |
| Allik et al. | Refinements and Additional Characterization of an 8-12mm Tandem OPO Design | |
| Voronin et al. | Two-stage conversion of infrared radiation | |
| Liu et al. | Long-term stable, high-pulse-energy fourth harmonic generation of Nd: YAG laser with large Li/sub 2/B/sub 4/O/sub 7/crystals | |
| JPH07258000A (ja) | Ｋｔｐ型光学結晶の光学的特性の改善方法 | |
| Koval’chuk et al. | Optimizing the process of generating the second harmonic of the radiation of a TEA CO 2 laser in a ZnGeP 2 crystal | |
| Grivas et al. | Fabrication of reflective volume gratings in pulsed-laser-deposited Ti: sapphire waveguides with UV femtosecond laser pulses | |
| Bierlein | Second-harmonic generation in waveguide structures |