JPH10239721A - High-speed wavelength converting device - Google Patents

High-speed wavelength converting device

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JPH10239721A
JPH10239721A JP6213897A JP6213897A JPH10239721A JP H10239721 A JPH10239721 A JP H10239721A JP 6213897 A JP6213897 A JP 6213897A JP 6213897 A JP6213897 A JP 6213897A JP H10239721 A JPH10239721 A JP H10239721A
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nonlinear optical
optical crystal
laser light
wavelength
speed
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Hideo Tashiro
英夫 田代
Tomoyuki Wada
智之 和田
Kazuyuki Akagawa
和幸 赤川
Akio Jinbo
昭夫 神保
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FUOTON CHIYUUNINGU KK
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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FUOTON CHIYUUNINGU KK
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rotates nonlinear optical crystal fast to an arbitrary position, by providing a rotating means, which rotates the nonlinear optical crystal fast. SOLUTION: The nonlinear optical crystal 10 generates a secondary higher harmonic of frequency 2ω by converting inputted exciting laser light of frequency ω. The nonlinear optical crystal 10 is freely rotated by a galvanometer scanner 24 on an axis of rotation so that the angle of incident of the exciting laser light of frequency ω to the crystal axis can be matched with a phase matching angle. Total reflecting mirrors 14 and 16 are also rotated by the galvanometer scanner 24. A beam position detector 22 always monitors the beam position of laser light reflected by the total reflecting mirror 16 and according to the monitoring result, the angle of rotation of the nonlinear optical crystal 10 and the rotational positions of the total reflecting mirrors 14 and 16 are corrected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速波長変換装置
に関し、さらに詳細には、非線形光学結晶を用いたレー
ザー光の高速波長変換装置に関し、特に、非線形光学結
晶へ入射されるレーザー光の波長変化に対応して、入射
されたレーザー光の波長がどのような波長であっても、
所望の非線形光学結晶内での位相整合条件を満たす波長
変換を効率よく行い、かつ、効果的に分離して取り出す
ことができるようにした高速波長変換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed wavelength converter, and more particularly, to a high-speed wavelength converter for laser light using a nonlinear optical crystal, and more particularly to a wavelength of laser light incident on the nonlinear optical crystal. In response to the change, whatever the wavelength of the incident laser light,
The present invention relates to a high-speed wavelength conversion device capable of efficiently performing wavelength conversion satisfying a phase matching condition in a desired nonlinear optical crystal and effectively separating and extracting the wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、チタンサファイアレーザーに関す
る電子制御レーザー波長可変技術の進展により、7×1
5nm/secを達成するなど波長掃引の高速化が可
能となり、また、所望の広範囲の波長のレーザー光を選
択的に出射させることができるようになった。
2. Description of the Related Art In recent years, 7 × 1
It has become possible to speed up the wavelength sweep, for example, to achieve 0 5 nm / sec, and to selectively emit laser light of a desired wide range of wavelengths.

【0003】ところで、こうした電子制御レーザー波長
可変技術を用いたチタンサファイアレーザーの可変波長
範囲は広範囲であるといっても、700nm−1100
nmに限定されている。
[0003] The variable wavelength range of a titanium sapphire laser using such an electronically controlled laser wavelength variable technique is 700 nm-1100, even though it is wide.
nm.

【0004】従って、光源としての需要の多い紫外域で
こうしたチタンサファイアレーザーを使用するには、7
00nm−1100nmのレーザー光を高調波変換する
ことにより波長変換することが必要であった。ちなみ
に、波長が700nm−1100nmの光の2次高調波
の波長は350nm−550nmとなり、3次高調波の
波長は235nm−370nmとなり、4次高調波の波
長は175nm−275nmとなるものであって、70
0nm−1100nmのレーザー光を高調波変換するこ
とによって、非線形光学結晶自体の吸収で制限されてい
る短波長限界の波長たる200nmから2次高調波の長
波長限界の波長たる550nmの波長範囲にわたって、
チタンサファイアレーザーを基にして波長可変光源を構
築できることが指摘されていた。
[0004] Therefore, in order to use such a titanium sapphire laser in the ultraviolet region, which is in great demand as a light source, 7
It was necessary to perform wavelength conversion by converting a laser beam of 00 nm to 1100 nm into a higher harmonic wave. Incidentally, the wavelength of the second harmonic of light having a wavelength of 700 nm-1100 nm is 350 nm-550 nm, the wavelength of the third harmonic is 235 nm-370 nm, and the wavelength of the fourth harmonic is 175 nm-275 nm. , 70
By converting the laser light of 0 nm-1100 nm into harmonics, the wavelength range from 200 nm, which is the short wavelength limit, which is limited by the absorption of the nonlinear optical crystal itself, to the wavelength range of 550 nm, which is the long wavelength limit of the second harmonic, is obtained.
It has been pointed out that a tunable light source can be constructed based on a titanium sapphire laser.

【0005】一方、高調波変換を用いたレーザー光の波
長変換技術として、例えば、非線形光学結晶内に励起レ
ーザー光として周波数ωのレーザー光を入射させて当該
励起レーザー光の高調波変換を行い、非線形光学結晶か
ら変換レーザー光として励起レーザー光の2次高調波
(周波数2ω)を含むレーザー光を出射させる非線形波
長変換法が知られている。
On the other hand, as a wavelength conversion technique of laser light using harmonic conversion, for example, a laser light having a frequency ω is incident as excitation laser light into a nonlinear optical crystal to perform harmonic conversion of the excitation laser light. There is known a nonlinear wavelength conversion method in which a laser beam containing a second harmonic (frequency 2ω) of an excitation laser beam is emitted as a converted laser beam from a nonlinear optical crystal.

【0006】ここで、非線形光学結晶を用いた非線形波
長変換法においては、励起レーザー光の全ての成分が2
次高調波成分に変換されるのではなくて、非線形光学結
晶から出射される変換レーザー光には、励起レーザー光
の周波数ωの成分と励起レーザー光の2次高調波の周波
数2ωの成分とが含まれている。
Here, in the nonlinear wavelength conversion method using a nonlinear optical crystal, all components of the pump laser light are 2
Instead of being converted to the second harmonic component, the converted laser light emitted from the nonlinear optical crystal includes a component of the frequency ω of the pump laser light and a component of the frequency 2ω of the second harmonic of the pump laser light. include.

【0007】なお、本明細書においては、非線形光学結
晶へ入射されるレーザー光を「励起レーザー光」と称
し、非線形光学結晶から出射されるレーザー光を「変換
レーザー光」と称することとする。
In this specification, laser light incident on the nonlinear optical crystal is referred to as “excitation laser light”, and laser light emitted from the nonlinear optical crystal is referred to as “converted laser light”.

【0008】ところで、こうした非線形波長変換法にお
いては、励起レーザー光と非線形光学結晶との間で位相
整合条件を満たす必要がある。
In such a nonlinear wavelength conversion method, it is necessary to satisfy a phase matching condition between the pump laser light and the nonlinear optical crystal.

【0009】そして、この位相整合条件を満たす方法と
しては、非線形光学結晶を回転させることによって、励
起レーザー光に対して非線形光学結晶の結晶軸の向きを
変化させ、非線形光学結晶の結晶軸に対する励起レーザ
ー光の入射角を位相整合条件を満たす位相整合角に調整
する方法が知られている。
As a method for satisfying the phase matching condition, the direction of the crystal axis of the nonlinear optical crystal is changed by rotating the nonlinear optical crystal with respect to the excitation laser beam, and the pumping of the nonlinear optical crystal with respect to the crystal axis is performed. There is known a method of adjusting an incident angle of a laser beam to a phase matching angle satisfying a phase matching condition.

【0010】ここで、上記した位相整合条件は、非線形
光学結晶から出射される変換レーザー光の要求される波
長と変換レーザー光の要求される波長に必要な非線形光
学結晶に入射される励起レーザー光の波長とが与えられ
ると、一義的に決定されるものである。このため非線形
光学結晶から出射される変換レーザー光の波長を変えよ
うとすると、変換レーザー光の波長を変えようとする度
毎に、非線形光学結晶に入射される励起レーザー光の波
長を変える必要があるとともに、非線形光学結晶を回転
させることにより結晶軸に対する励起レーザー光の入射
角を位相整合角に合わせる必要があるが、従来より、非
線形波長変換法を利用した波長変換装置として、励起レ
ーザー光の波長の変化に応じて手動やモーターで非線形
光学結晶を回転させる構成の波長変換装置が知られてい
る。
Here, the above-mentioned phase matching condition is such that the required wavelength of the converted laser light emitted from the nonlinear optical crystal and the excitation laser light incident on the nonlinear optical crystal required for the required wavelength of the converted laser light. Is determined uniquely when given the wavelength. Therefore, when trying to change the wavelength of the converted laser light emitted from the nonlinear optical crystal, it is necessary to change the wavelength of the excitation laser light incident on the nonlinear optical crystal every time the wavelength of the converted laser light is changed. At the same time, it is necessary to adjust the angle of incidence of the excitation laser beam with respect to the crystal axis to the phase matching angle by rotating the nonlinear optical crystal, but conventionally, as a wavelength conversion device using the nonlinear wavelength conversion method, 2. Description of the Related Art A wavelength converter having a configuration in which a nonlinear optical crystal is rotated manually or by a motor according to a change in wavelength is known.

【0011】即ち、図1には、励起レーザー光の2次高
調波を得るための従来の波長変換装置が示されており、
例えば、ステッピングモーターを用いて非線形光学結晶
を結晶軸上に位置された回転軸を中心として回転し、結
晶軸に対する周波数ωの励起レーザー光の入射角を位相
整合角に合わせるようにしている。
That is, FIG. 1 shows a conventional wavelength converter for obtaining the second harmonic of the pump laser light.
For example, the nonlinear optical crystal is rotated around a rotation axis positioned on the crystal axis by using a stepping motor, and the incident angle of the excitation laser light having the frequency ω with respect to the crystal axis is adjusted to the phase matching angle.

【0012】そして、非線形光学結晶から出射された変
換レーザー光から周波数ωの成分と周波数2ωの成分と
を分離するために、変換レーザー光の光路上に、例え
ば、2色性ミラーを配置し、例えば、変換レーザー光の
周波数ωの成分は二色性ミラーを透過させ、変換レーザ
ー光の周波数2ωの成分は二色性ミラーにより反射させ
るようにして、変換レーザー光の周波数2ωの成分を利
用することができるようにしている。
In order to separate a component of frequency ω and a component of frequency 2ω from the converted laser light emitted from the nonlinear optical crystal, for example, a dichroic mirror is arranged on the optical path of the converted laser light, For example, the component of the frequency ω of the converted laser light is transmitted through the dichroic mirror, and the component of the frequency 2ω of the converted laser light is reflected by the dichroic mirror, and the component of the frequency 2ω of the converted laser light is used. Have to be able to.

【0013】しかしながら、上記した従来の波長変換装
置にあっては、例えば、ステッピングモーターを用いて
非線形光学結晶を回転させていたが、ステッピングモー
ターは慣性モーメントが大きいため、高速で回転と停止
とを繰り返して非線形光学結晶を任意の位置に回転させ
ることができないという問題点があった。
However, in the conventional wavelength converter described above, for example, the nonlinear optical crystal is rotated by using a stepping motor. However, since the stepping motor has a large moment of inertia, it is necessary to rotate and stop at high speed. There is a problem that the nonlinear optical crystal cannot be repeatedly rotated to an arbitrary position.

【0014】このため、従来の波長変換装置において
は、電子制御レーザー波長可変技術を用いたチタンサフ
ァイアレーザーの高速な波長可変速度に追従させて非線
形光学結晶を回転させることができないため、波長20
0nmから波長550nmの波長範囲にわたって波長を
高速で可変することが可能な光源を実現することができ
なかった。
For this reason, in the conventional wavelength converter, the nonlinear optical crystal cannot be rotated by following the high-speed tunable speed of the titanium sapphire laser using the electronically controlled laser tunable technology.
It has not been possible to realize a light source capable of changing the wavelength at high speed over a wavelength range from 0 nm to 550 nm.

【0015】また、従来の波長変換装置にあっては、複
数の波長の成分より構成される変換レーザー光の各波長
成分が、例えば、二色性ミラーを用いて分離されるた
め、各波長成分のビームの方向が異なり光軸が一致して
いないので、各波長成分を利用する際に実用上きわめて
不便であるという問題点があった。
In the conventional wavelength converter, each wavelength component of the converted laser light composed of a plurality of wavelength components is separated using, for example, a dichroic mirror. Since the directions of the beams are different and the optical axes do not coincide with each other, there is a problem that it is extremely inconvenient in practical use when using each wavelength component.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、非線形光学結晶
を高速で任意の位置に回転することを可能にした高速波
長変換装置を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a non-linear optical crystal at a high speed and at an arbitrary speed. It is an object of the present invention to provide a high-speed wavelength converter capable of rotating to a position.

【0017】また、本発明は、非線形光学結晶から出射
される変換レーザー光から分離された各波長成分のビー
ムの方向を一定にして光軸を一致させるようにした高速
波長変換装置を提供しようとするものである。
Another object of the present invention is to provide a high-speed wavelength conversion device in which the directions of the beams of the respective wavelength components separated from the converted laser light emitted from the nonlinear optical crystal are made constant so that the optical axes coincide with each other. Is what you do.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項1に記載の発明は、回転可能に
支持された非線形光学結晶にレーザー光を入射して、高
調波変換により上記レーザー光の波長変換を行う高速波
長変換装置において、上記非線形光学結晶を高速回転す
る回転手段と、上記非線形光学結晶から出射されるレー
ザー光から、所望の高調波成分を分離する分離手段と、
上記分離手段によって分離された所望の高調波成分を、
所定の光路上に配置させる配置手段とを有するようにし
たものである。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a laser beam is incident on a non-linear optical crystal rotatably supported, and a harmonic conversion is performed. In a high-speed wavelength conversion device that performs wavelength conversion of the laser light, a rotation unit that rotates the nonlinear optical crystal at a high speed, and a separation unit that separates a desired harmonic component from the laser light emitted from the nonlinear optical crystal. ,
A desired harmonic component separated by the separation means,
And arranging means for arranging them on a predetermined optical path.

【0019】従って、請求項1に記載の発明によれば、
回転手段により非線形光学結晶を高速で任意の位置に回
転することが可能となるとともに、分離手段により分離
された所望の高調波成分を配置手段により所定の光路上
に配置させることができるので、所望の高調波成分のビ
ームの方向を一定にして光軸を一致させることができ
る。
Therefore, according to the first aspect of the present invention,
It is possible to rotate the nonlinear optical crystal to an arbitrary position at a high speed by the rotation means, and to arrange the desired harmonic component separated by the separation means on a predetermined optical path by the arrangement means. The optical axes can be matched by keeping the direction of the beam of the higher harmonic component constant.

【0020】ここで、本発明のうち請求項2に記載の発
明は、上記回転手段を、上記非線形光学結晶の結晶軸に
対するレーザー光の入射角が位相整合角となるように、
上記非線形光学結晶を高速回転するものとしたものであ
る。
Here, the invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that the rotating means is arranged such that an incident angle of the laser beam with respect to a crystal axis of the nonlinear optical crystal becomes a phase matching angle.
The above-described nonlinear optical crystal is rotated at a high speed.

【0021】また、本発明のうち請求項3に記載の発明
は、上記回転手段を、ガルバノメータースキャナーとし
たものである。
In the invention according to claim 3 of the present invention, the rotating means is a galvanometer scanner.

【0022】また、本発明のうち請求項4に記載の発明
は、上記分離手段を、プリズムとしたものである。
In the invention according to a fourth aspect of the present invention, the separating means is a prism.

【0023】また、本発明のうち請求項5に記載の発明
は、上記非線形光学結晶を同一光軸上に複数配置し、上
記回転手段を、複数の上記非線形光学結晶を選択的に回
転し、複数の上記非線形光学結晶の結晶軸に対するレー
ザー光の入射角が選択的に位相整合角となるようにした
ものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of the nonlinear optical crystals are arranged on the same optical axis, and the rotating means selectively rotates the plurality of the nonlinear optical crystals. The incident angle of the laser beam with respect to the crystal axes of the plurality of nonlinear optical crystals is selectively set to a phase matching angle.

【0024】また、本発明のうち請求項6に記載の発明
は、上記配置手段を、光路を任意の方向に反射可能に可
変配置されたミラーとし、さらに、上記ミラーを高速可
動する可動手段を有するようにしたものである。
In the invention according to a sixth aspect of the present invention, the arranging means is a mirror variably arranged so that an optical path can be reflected in an arbitrary direction, and a movable means for moving the mirror at high speed is provided. It is intended to have.

【0025】ここで、本発明のうち請求項7に記載の発
明は、上記可動手段を、ガルバノメータースキャナーと
したものである。
Here, in the invention according to claim 7 of the present invention, the movable means is a galvanometer scanner.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明による高速波長変換装置の実施の形態のを詳細に説
明するものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a high-speed wavelength converter according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0027】図2には、本発明による高速波長変換装置
の実施の形態の一例の概念構成図が示されており、この
高速波長変換装置は、この高速波長変換装置へ入射され
る励起レーザー光としてチタンサファイアレーザーなど
の周波数ωのレーザー光が用いられ、入射された周波数
ωの励起レーザー光の高調波変換を行って、周波数2ω
の2次高調波を生成する非線形光学結晶10を備えてい
る。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of an embodiment of a high-speed wavelength converter according to the present invention. The high-speed wavelength converter includes a pump laser beam incident on the high-speed wavelength converter. A laser beam having a frequency of ω such as a titanium sapphire laser is used as a laser beam.
Is provided with the nonlinear optical crystal 10 that generates the second harmonic of the above.

【0028】さらに、この非線形光学結晶10の後段に
は、非線形光学結晶10から出射された周波数ωの成分
と周波数2ωの成分とよりなる変換レーザー光が入射さ
れ、当該変換レーザー光の周波数ωの成分と周波数2ω
の成分とをそれぞれの周波数に応じた光路に屈折させ分
散して出射するプリズム12と、プリズム12から光路
を分散されて出射された周波数ωの成分と周波数2ωの
成分とを反射する全反射ミラー14、16と、中心部に
開口18aを備えた絞りプレート18と、ビームスプリ
ッター20と、ビーム位置検出器22とが順次配設され
ている。
Further, at the subsequent stage of the nonlinear optical crystal 10, a converted laser light having a frequency ω component and a frequency 2ω component emitted from the nonlinear optical crystal 10 is incident, and the converted laser light having the frequency ω Component and frequency 2ω
And a total reflection mirror that reflects the frequency ω component and the frequency 2ω component that are refracted and dispersed in the optical path corresponding to the respective frequencies and emitted. 14, 16, an aperture plate 18 having an opening 18 a in the center, a beam splitter 20, and a beam position detector 22 are sequentially arranged.

【0029】そして、ユーザーは、絞りプレート18の
開口18aを通過して、ビームスプリッター20を透過
したレーザー光を利用することになる。
Then, the user uses the laser light that has passed through the aperture 18a of the aperture plate 18 and passed through the beam splitter 20.

【0030】なお、図2においては、周波数2ωの成分
がユーザーの利用に供された状態が示されている。
FIG. 2 shows a state where the component of the frequency 2ω is used by the user.

【0031】ここで、非線形光学結晶10は、結晶軸に
対する周波数ωの励起レーザー光の入射角を位相整合角
に合わせることができるように、回転軸を中心として回
転自在とされている。非線形光学結晶10を回転させる
構成としては、入射された励起レーザー光の波長の変化
に連動するガルバノメータースキャナー24が用いられ
ている。
Here, the nonlinear optical crystal 10 is rotatable about a rotation axis so that the incident angle of the excitation laser light having the frequency ω with respect to the crystal axis can be adjusted to the phase matching angle. As a configuration for rotating the nonlinear optical crystal 10, a galvanometer scanner 24 that is linked to a change in the wavelength of the incident excitation laser light is used.

【0032】図3(a)はガルバノメータースキャナー
24に非線形光学結晶10を取り付けた状態を示す要部
概略構成平面図であり、図3(b)はガルバノメーター
スキャナー24に非線形光学結晶10を取り付けた状態
を示す要部概略構成側面図(ガルバノメータースキャナ
ー24を架台に取り付けた状態を示している。)である
が、テーブル上に設置された架台にホルダーを介してガ
ルバノメータースキャナー24が取り付けられ、その回
転軸に非線形光学結晶10が取り付けられている。この
ガルバノメータースキャナー24は、慣性モーメントが
小さく、非線形光学結晶10を1°回転させるのには、
スタートからストップまでわずか1msec程度の時間
しかかからない。従って、ガルバノメータースキャナー
24により非線形光学結晶10を回転させて、例えば、
非線形光学結晶10の結晶軸に対する周波数ωの励起レ
ーザー光の入射角を20°変更しようとする場合でも、
およそ20msecというきわめて短い時間を要するに
すぎない。
FIG. 3A is a schematic plan view of a main part showing a state in which the nonlinear optical crystal 10 is attached to the galvanometer scanner 24, and FIG. 3B is a view in which the nonlinear optical crystal 10 is attached to the galvanometer scanner 24. FIG. 3 is a side view of a schematic configuration of a main part (showing a state in which the galvanometer scanner 24 is attached to a gantry) showing a state in which the galvanometer scanner 24 is attached via a holder to a gantry installed on a table. The nonlinear optical crystal 10 is attached to the rotation axis. The galvanometer scanner 24 has a small moment of inertia, and is required to rotate the nonlinear optical crystal 10 by 1 °.
It takes only about 1 msec from start to stop. Therefore, by rotating the nonlinear optical crystal 10 by the galvanometer scanner 24, for example,
Even when the incident angle of the excitation laser light having the frequency ω with respect to the crystal axis of the nonlinear optical crystal 10 is to be changed by 20 °,
It takes only a very short time of about 20 msec.

【0033】また、全反射ミラー14、16は、ユーザ
ーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて、回動
軸を中心として高速で回動されるように構成されてい
る。
Further, the total reflection mirrors 14 and 16 are configured to rotate at high speed about a rotation axis according to the wavelength of the laser beam to be used by the user.

【0034】この実施の形態においては、全反射ミラー
14、16も、ガルバノメータースキャナー24により
回動するようにしている。
In this embodiment, the total reflection mirrors 14 and 16 are also rotated by the galvanometer scanner 24.

【0035】このように、全反射ミラー14、16がユ
ーザーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて回
動軸を中心として回動することにより、全反射ミラー1
6によって反射されたレーザー光のビームの光軸を常時
一定に維持することができ、絞りプレート18の開口1
8aを通過してビームスプリッター20を透過したレー
ザー光を利用するユーザーの利便性が格段に向上する。
As described above, the total reflection mirrors 1 and 16 are rotated about the rotation axis in accordance with the wavelength of the laser beam to be used by the user, so that the total reflection mirror 1 is rotated.
The optical axis of the laser beam reflected by the laser beam 6 can be kept constant at all times.
The convenience of the user using the laser light that has passed through the beam splitter 20 after passing through the beam splitter 8a is significantly improved.

【0036】なお、ビーム位置検出器22は、全反射ミ
ラー16によって反射されたレーザー光のビーム位置を
常時モニターしており、その結果に基づいて非線形光学
結晶10の回転角と全反射ミラー14、16の回動位置
との補正を行うことによって、全反射ミラー16によっ
て反射されたレーザー光のビームの光軸をより正確に一
定に維持することができるようになされている。
The beam position detector 22 constantly monitors the beam position of the laser light reflected by the total reflection mirror 16, and based on the result, the rotation angle of the nonlinear optical crystal 10 and the total reflection mirror 14, By correcting the rotation position of the laser beam 16, the optical axis of the laser beam reflected by the total reflection mirror 16 can be more accurately maintained at a constant level.

【0037】以上の構成において、この高速波長変換装
置を用いるには、まず、絞りプレート18の開口18a
を通過してビームスプリッター20を透過するレーザー
光、即ち、ユーザーが利用したいレーザー光の波長λ
SHGをユーザーが決定する。
To use this high-speed wavelength converter in the above configuration, first, the aperture 18a of the aperture plate 18 is used.
, Which passes through the beam splitter 20, ie, the wavelength λ of the laser light that the user wants to use.
SHG is determined by the user.

【0038】次に、ユーザーが利用したいレーザー光の
波長λSHGに基づいて、非線形光学結晶10へ入射する
励起レーザー光の波長λFを求める。
Next, the wavelength λ F of the excitation laser light incident on the nonlinear optical crystal 10 is obtained based on the wavelength λ SHG of the laser light desired by the user.

【0039】さらに、励起レーザー光の波長λFに対応
させて、非線形光学結晶10の結晶軸に対する波長λF
の励起レーザー光の入射角が位相整合角となるようにガ
ルバノメータースキャナー24により非線形光学結晶1
0を回転させるとともに、全反射ミラー16によって反
射された波長λSHGのレーザー光のビームのみが絞りプ
レート18の開口18aを通過する光軸上に位置するよ
うに全反射ミラー14、16を回動する。
[0039] Further, in correspondence to the wavelength lambda F of the excitation laser light, the wavelength lambda F with respect to the crystal axes of the nonlinear optical crystal 10
The nonlinear optical crystal 1 by the galvanometer scanner 24 so that the incident angle of the excitation laser light of
And the total reflection mirrors 14 and 16 are rotated so that only the laser beam of the wavelength λ SHG reflected by the total reflection mirror 16 is positioned on the optical axis passing through the opening 18 a of the aperture plate 18. I do.

【0040】上記のようにして、ユーザーが利用したい
レーザー光の波長λSHGに応じて、非線形光学結晶10
をガルバノメータースキャナー24により回転するとと
もに、全反射ミラー14、16を回動して、非線形光学
結晶10と全反射ミラー14、16との位置決めをした
後に、非線形光学結晶10に波長λFの励起レーザー光
を入射する。
As described above, according to the wavelength λ SHG of the laser beam desired by the user, the nonlinear optical crystal 10
Together with rotated by the galvanometer scanner 24, the total reflection mirror 14 rotates, after the positioning of the nonlinear optical crystal 10 and the total reflection mirror 14, the excitation wavelength lambda F to the nonlinear optical crystal 10 Laser light enters.

【0041】非線形光学結晶10に波長λFの励起レー
ザー光が入射されると、非線形光学結晶10からは、波
長λFの励起レーザー光が高調波変換されて、波長λSHG
の成分と波長λFの成分とよりなる変換レーザー光が出
射される。
When the excitation laser light having the wavelength λ F is incident on the nonlinear optical crystal 10, the excitation laser light having the wavelength λ F is converted into a harmonic by the nonlinear optical crystal 10, and the wavelength λ SHG
The components and the wavelength lambda F components and become more converted laser beam is emitted.

【0042】こうして非線形光学結晶10から出射され
た波長λSHGの成分と波長λFの成分とよりなる変換レー
ザー光はプリズム12に入射され、プリズム12の分散
作用によって、波長λSHGの成分と波長λFの成分とがそ
れぞれの波長に応じた光路に屈折され分散して出射され
る。
The converted laser light composed of the wavelength λ SHG component and the wavelength λ F component emitted from the nonlinear optical crystal 10 is incident on the prism 12, and the wavelength λ SHG component and the wavelength λ SHG are dispersed by the prism 12. The component of λ F is refracted and dispersed in an optical path corresponding to each wavelength and emitted.

【0043】さらに、プリズム12から光路を分けて出
射された波長λSHGの成分と波長λFの成分とは、全反射
ミラー14、16により反射され、波長λSHGの成分の
みが絞りプレート18の開口18aを通過する。そし
て、絞りプレート18の開口18aを通過した波長λ
SHGの成分はビームスプリッター20により2つの光路
に分割され、分割された一方はビーム位置検出器22に
よりビーム位置の検出が行われ、分割された他方はユー
ザーの利用に供される。
Further, the wavelength λ SHG component and the wavelength λ F component emitted from the prism 12 by dividing the optical path are reflected by the total reflection mirrors 14 and 16, and only the wavelength λ SHG component is It passes through the opening 18a. The wavelength λ that has passed through the aperture 18a of the aperture plate 18
The SHG component is split into two optical paths by a beam splitter 20, one of the splits is subjected to beam position detection by a beam position detector 22, and the other is used by a user.

【0044】ここで、上記したように、絞りプレート1
8の開口18aを通過してビームスプリッター20によ
り分割された波長λSHGの成分の一方に関しては、ビー
ム位置検出器22によりビーム位置の検出がなされる
が、この検出結果は非線形光学結晶10ならびに全反射
ミラー14、16の位置の補正のために用いられる。
Here, as described above, the aperture plate 1
The beam position detector 22 detects the beam position of one of the components of the wavelength λ SHG that has passed through the aperture 18a of FIG. 8 and is divided by the beam splitter 20. It is used for correcting the positions of the reflection mirrors 14 and 16.

【0045】こうしてビーム位置検出器22の検出結果
が非線形光学結晶10ならびに全反射ミラー14、16
の位置の補正のために用いられることにより、全反射ミ
ラー16によって反射された波長λSHGの成分のビーム
の光軸をより正確に一定に維持することができる。
In this way, the detection result of the beam position detector 22 is determined by the nonlinear optical crystal 10 and the total reflection mirrors 14 and 16.
Is used for the correction of the position, the optical axis of the beam of the component of the wavelength λ SHG reflected by the total reflection mirror 16 can be maintained more accurately and constant.

【0046】なお、上記したような非線形光学結晶10
ならびに全反射ミラー14、16の位置の制御は、コン
ピュータを利用してシステム化して処理を行うようにす
ることが好ましい。
The above-described nonlinear optical crystal 10
In addition, it is preferable that the control of the positions of the total reflection mirrors 14 and 16 be systematized using a computer to perform the processing.

【0047】図4には、本発明による高速波長変換装置
の他の実施の形態の概念構成図が示されており、図5に
は図4に示す高速波長変換装置の上面からみた際の要部
概略実配置図が示されている。なお、図2の構成と同一
あるいは相当する構成には、図2において用いた符号と
同一の符号を用いて示すこととし、その詳細な構成なら
びに作用の説明は省略する。
FIG. 4 is a conceptual block diagram of another embodiment of the high-speed wavelength converter according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic view of the high-speed wavelength converter shown in FIG. A schematic actual arrangement diagram is shown. Note that the same or corresponding components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those used in FIG. 2, and detailed description of the configuration and operation is omitted.

【0048】この図4に示す高速波長変換装置は、図2
に示す高速波長変換装置が2次高調波のみを発生するの
に対して、2次高調波、3次高調波ならびに4次高調波
を適宜発生することができるように構成されている点で
図2に示す高速波長変換装置と異なる。
The high-speed wavelength converter shown in FIG.
The high-speed wavelength converter shown in FIG. 1 generates only the second harmonic, whereas the second wavelength, the third harmonic, and the fourth harmonic can be appropriately generated. 2 is different from the high-speed wavelength converter shown in FIG.

【0049】即ち、図4ならびに図5に示す高速波長変
換装置は、この高速波長変換装置へ入射される励起レー
ザー光としてチタンサファイアレーザーなどの周波数ω
のレーザー光が用いられ、入射された周波数ωの励起レ
ーザー光の高調波変換を行って、周波数2ωの2次高調
波を生成する非線形光学結晶10を備えている。
That is, the high-speed wavelength converter shown in FIGS. 4 and 5 has a frequency ω of a titanium sapphire laser or the like as an excitation laser beam incident on the high-speed wavelength converter.
And a non-linear optical crystal 10 that performs harmonic conversion of the incident excitation laser light of frequency ω to generate a second harmonic of frequency 2ω.

【0050】さらに、この非線形光学結晶10の後段に
は、非線形光学結晶10から出射された周波数ωの成分
と周波数2ωの成分とよりなる変換レーザー光が入射さ
れる補正装置30と、補正装置30から出射されたレー
ザー光を周波数ωの成分と周波数2ωの成分とに分離し
て偏光方向を変化させるローテーター32と、ローテー
ター32から出射された周波数ωの成分と周波数2ωの
成分とよりなるレーザー光を励起レーザー光として入射
され、入射された励起レーザー光の周波数ωの成分と周
波数2ωの成分とにより高調波変換を行って、周波数3
ωの3次高調波を生成する非線形光学結晶34と、非線
形光学結晶34から出射された周波数ωの成分と周波数
2ωの成分と周波数3ωの成分とよりなる変換レーザー
光を励起レーザー光として入射し、入射された励起レー
ザー光の中の周波数2ωの成分の高調波変換を行って、
周波数4ωの4次高調波を生成する非線形光学結晶36
と、非線形光学結晶36から出射された周波数ωの成分
と周波数2ωの成分と周波数3ωの成分と周波数4ωの
成分とよりなる変換レーザー光が入射され、変換レーザ
ー光の周波数ωの成分と周波数2ωの成分と周波数3ω
の成分と周波数4ωの成分とをそれぞれの波長に応じた
光路に屈折させ分散して出射するプリズム12と、プリ
ズム12から光路を分けて出射された周波数ωの成分と
周波数2ωの成分と周波数3ωの成分と周波数4ωの成
分とを反射する全反射ミラー14、16と、中心部に開
口18aを備えた絞りプレート18と、ビームスプリッ
ター20と、ビーム位置検出器22とが順次配設されて
いる。
Further, downstream of the nonlinear optical crystal 10, a correcting device 30 into which a converted laser beam having a frequency ω component and a frequency 2ω component emitted from the nonlinear optical crystal 10 is incident, and a correcting device 30 Rotator 32 that separates the laser light emitted from the laser into a component of frequency ω and a component of frequency 2ω to change the polarization direction, and a laser beam composed of a component of frequency ω and a component of frequency 2ω emitted from rotator 32 Is applied as the excitation laser light, and harmonic conversion is performed by the component of the frequency ω and the component of the frequency 2ω of the incident excitation laser light, and the frequency 3
A nonlinear optical crystal 34 that generates a third harmonic of ω, and a converted laser beam having a frequency ω component, a frequency 2ω component, and a frequency 3ω component emitted from the nonlinear optical crystal 34 are incident as excitation laser light. By performing harmonic conversion of the component of the frequency 2ω in the incident pump laser light,
Nonlinear optical crystal 36 for generating a fourth harmonic having a frequency of 4ω
And a converted laser beam having a frequency ω component, a frequency 2ω component, a frequency 3ω component, and a frequency 4ω component emitted from the nonlinear optical crystal 36 is incident, and the frequency ω component of the converted laser light and the frequency 2ω Component and frequency 3ω
And a component having a frequency of 4ω are refracted into an optical path corresponding to the respective wavelengths to be refracted, dispersed, and emitted. A component of the frequency ω, a component of the frequency 2ω, and a frequency of 3ω are emitted from the prism 12 by dividing the optical path. , And a total reflection mirror 14 and 16 for reflecting the component of the frequency 4ω, an aperture plate 18 having an opening 18a in the center, a beam splitter 20, and a beam position detector 22 are sequentially arranged. .

【0051】そして、ユーザーは、絞りプレート18の
開口18aを通過して、ビームスプリッター20を透過
したレーザー光を利用することになる。
Then, the user uses the laser light that has passed through the aperture 18a of the aperture plate 18 and transmitted through the beam splitter 20.

【0052】ここで、非線形光学結晶10、34、36
は、それぞれの結晶軸に対するレーザー光の入射角を位
相整合角に合わせることができるように、回転軸を中心
として回転自在とされている。非線形光学結晶10、3
4、36を回転させる構成としては、入射されたレーザ
ー光の波長の変化に連動するガルバノメータースキャナ
ー24が用いられている。
Here, the nonlinear optical crystals 10, 34, 36
Are rotatable about a rotation axis so that an incident angle of a laser beam with respect to each crystal axis can be adjusted to a phase matching angle. Nonlinear optical crystal 10, 3
As a configuration for rotating the laser beams 4 and 36, a galvanometer scanner 24 that is linked to a change in the wavelength of the incident laser light is used.

【0053】また、補正装置30も、非線形光学結晶1
0から出射される励起レーザー光の入射角を最適角に合
わせることができるように、回転軸を中心として回転自
在とされている。非線形光学結晶30を回転させる構成
としては、非線形光学結晶10、34、36の場合と同
様に、入射された励起レーザー光の波長の変化に連動す
るガルバノメータースキャナー24が用いられている。
The correcting device 30 is also provided with the nonlinear optical crystal 1.
It is rotatable about a rotation axis so that the incident angle of the excitation laser light emitted from 0 can be adjusted to the optimum angle. As a configuration for rotating the nonlinear optical crystal 30, a galvanometer scanner 24 that is linked to a change in the wavelength of the incident excitation laser light is used as in the case of the nonlinear optical crystals 10, 34, and 36.

【0054】これら非線形光学結晶10、34、36な
らびに補正装置30を回転させるガルバノメータースキ
ャナー24は、非線形光学結晶10と補正装置30との
間の光路ならびに非線形光学結晶34と非線形光学結晶
36との間の光路をできるだけ短縮するため互いに邪魔
にならないように、光路に対して互い違いに位置するよ
うに配置されている。
The galvanometer scanner 24 for rotating the nonlinear optical crystals 10, 34 and 36 and the correcting device 30 is provided with an optical path between the nonlinear optical crystal 10 and the correcting device 30 and a path between the nonlinear optical crystal 34 and the nonlinear optical crystal 36. In order to shorten the optical path therebetween as much as possible, they are arranged so as to be staggered with respect to the optical path so as not to interfere with each other.

【0055】また、全反射ミラー14、16は、ユーザ
ーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて、回動
軸を中心として高速で回動されるように構成されてい
る。
The total reflection mirrors 14 and 16 are configured to rotate at high speed about a rotation axis according to the wavelength of the laser light to be used by the user.

【0056】この実施の形態においては、全反射ミラー
14、16も、ガルバノメータースキャナー24により
回動するようにしている。
In this embodiment, the total reflection mirrors 14 and 16 are also rotated by the galvanometer scanner 24.

【0057】このように、全反射ミラー14、16がユ
ーザーが利用しようとするレーザー光の波長に応じて回
動軸を中心として回動することにより、全反射ミラー1
6によって反射されたレーザー光のビームの光軸を常時
一定に維持することができ、絞りプレート18の開口1
8aを通過してビームスプリッター20を透過したレー
ザー光を利用するユーザーの利便性が格段に向上する。
As described above, the total reflection mirrors 14 and 16 are rotated around the rotation axis in accordance with the wavelength of the laser beam to be used by the user, so that the total reflection mirror 1 is rotated.
The optical axis of the laser beam reflected by the laser beam 6 can be kept constant at all times.
The convenience of the user using the laser light that has passed through the beam splitter 20 after passing through the beam splitter 8a is significantly improved.

【0058】なお、ビーム位置検出器22は、全反射ミ
ラー16によって反射されたレーザー光のビーム位置を
常時モニターしており、その結果に基づいて非線形光学
結晶10、34、36の回転角と全反射ミラー14、1
6の回動位置との補正を行うことによって、全反射ミラ
ー16によって反射されたレーザー光のビームの光軸を
より正確に一定に維持することができるようになされて
いる。
The beam position detector 22 constantly monitors the beam position of the laser beam reflected by the total reflection mirror 16, and based on the result, the rotation angles of the nonlinear optical crystals 10, 34 and 36 and the total angle. Reflection mirror 14, 1
By correcting the rotation position of the laser beam 6, the optical axis of the laser beam reflected by the total reflection mirror 16 can be maintained more accurately and constantly.

【0059】以上の構成において、この高速波長変換装
置を用いるには、まず、絞りプレート18の開口18a
を通過してビームスプリッター20を透過するレーザー
光、即ち、ユーザーが利用したいレーザー光の波長λを
ユーザーが決定する。
To use this high-speed wavelength converter in the above configuration, first, the aperture 18a of the aperture plate 18 is used.
The user determines the wavelength λ of the laser beam that passes through the beam splitter 20, that is, the laser beam that the user wants to use.

【0060】次に、ユーザーが利用したいレーザー光の
波長λに基づいて、2次高調波を発生させるか、また
は、3次高調波を発生させるか、または、4次高調波を
発生させるかを決定し、発生させる高調波の次数と波長
λとに応じて、非線形光学結晶10へ入射する励起レー
ザー光の波長λFを求める。
Next, whether to generate the second harmonic, the third harmonic, or the fourth harmonic based on the wavelength λ of the laser light that the user wants to use. determined in accordance with the order of the harmonics and the wavelength lambda for generating, determining the wavelength lambda F of the excitation laser light incident to the nonlinear optical crystal 10.

【0061】さらに、励起レーザー光の波長λFならび
に発生させる高調波の次数に対応させて、ガルバノメー
タースキャナー24により非線形光学結晶10、34、
36を回転させるとともに、全反射ミラー16によって
反射された波長λSHGのレーザー光のビームのみが絞り
プレート18の開口18aを通過する光軸上に位置する
ように全反射ミラー14、16を回動する。
Further, in accordance with the wavelength λ F of the excitation laser beam and the order of the generated harmonic, the galvanometer scanner 24 uses the nonlinear optical crystals 10, 34,
And the total reflection mirrors 14 and 16 are rotated such that only the laser beam of wavelength λ SHG reflected by the total reflection mirror 16 is positioned on the optical axis passing through the opening 18 a of the aperture plate 18. I do.

【0062】即ち、2次高調波を発生させたい場合に
は、非線形光学結晶10の結晶軸に対するレーザー光の
入射角が位相整合角となるようにガルバノメータースキ
ャナー24により非線形光学結晶10を回転させるが、
非線形光学結晶34、36に関しては高調波変換する必
要がないので、非線形光学結晶34、36の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー24により非線形光学結
晶34、36を回転させる。
That is, when it is desired to generate the second harmonic, the nonlinear optical crystal 10 is rotated by the galvanometer scanner 24 so that the incident angle of the laser beam with respect to the crystal axis of the nonlinear optical crystal 10 becomes the phase matching angle. But,
Since there is no need to perform harmonic conversion on the nonlinear optical crystals 34 and 36, the galvanometer scanner 24 controls the nonlinear optical crystals 34 so that the incident angle of the laser beam with respect to the crystal axes of the nonlinear optical crystals 34 and 36 does not become the phase matching angle. , 36 are rotated.

【0063】また、3次高調波を発生させたい場合に
は、非線形光学結晶10、34の結晶軸に対するレーザ
ー光の入射角が位相整合角となるようにガルバノメータ
ースキャナー24により非線形光学結晶10、34を回
転させるが、非線形光学結晶36に関しては高調波変換
する必要がないので、非線形光学結晶36の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー24により非線形光学結
晶36を回転させる。
When it is desired to generate the third harmonic, the galvanometer scanner 24 uses the galvanometer scanner 24 so that the incident angle of the laser beam with respect to the crystal axes of the nonlinear optical crystals 10 and 34 becomes the phase matching angle. Although the rotation of the nonlinear optical crystal 36 is not necessary, the galvanometer scanner 24 rotates the nonlinear optical crystal 36 so that the incident angle of the laser beam with respect to the crystal axis of the nonlinear optical crystal 36 does not become the phase matching angle. The crystal 36 is rotated.

【0064】さらに、4次高調波を発生させたい場合に
は、非線形光学結晶10、36の結晶軸に対するレーザ
ー光の入射角が位相整合角となるようにガルバノメータ
ースキャナー24により非線形光学結晶10、36を回
転させるが、非線形光学結晶34に関しては高調波変換
する必要がないので、非線形光学結晶34の結晶軸に対
するレーザー光の入射角が位相整合角とはならないよう
にガルバノメータースキャナー24により非線形光学結
晶34を回転させる。
Further, when it is desired to generate the fourth harmonic, the galvanometer scanner 24 uses the galvanometer scanner 24 so that the incident angle of the laser beam with respect to the crystal axis of the nonlinear optical crystals 10 and 36 becomes the phase matching angle. Although it is not necessary to perform harmonic conversion on the nonlinear optical crystal 34, the galvanometer scanner 24 controls the nonlinear optical crystal 34 so that the incident angle of the laser beam with respect to the crystal axis of the nonlinear optical crystal 34 does not become the phase matching angle. The crystal 34 is rotated.

【0065】つまり、波長λFの励起レーザー光の2次
高調波が必要な場合には非線形光学結晶34、36が高
調波変換の作用を行わないように配置し、波長λFの励
起レーザー光の3次高調波が必要な場合には非線形光学
結晶36が高調波変換の作用を行わないように配置し、
波長λFの励起レーザー光の4次高調波が必要な場合に
は非線形光学結晶34が高調波変換の作用を行わないよ
うに配置するものである。
That is, when the second harmonic of the pump laser light having the wavelength λ F is required, the nonlinear optical crystals 34 and 36 are arranged so as not to perform the harmonic conversion, and the pump laser light having the wavelength λ F is provided. When the third harmonic is required, the nonlinear optical crystal 36 is arranged so as not to perform the action of harmonic conversion,
When the fourth harmonic of the pump laser light having the wavelength λ F is required, the nonlinear optical crystal 34 is arranged so as not to perform the harmonic conversion.

【0066】このとき、非線形光学結晶10、36を対
向して回転することにより、どちらか一方を補正装置と
して機能させることもできる。
At this time, by rotating the non-linear optical crystals 10 and 36 facing each other, one of them can function as a correction device.

【0067】上記のようにして、ユーザーが利用したい
レーザー光の波長λSHGに応じて、非線形光学結晶1
0、34、36をガルバノメータースキャナー24によ
り回転するとともに、全反射ミラー14、16を回動し
て、非線形光学結晶10、34、36と全反射ミラー1
4、16との位置決めをした後に、非線形光学結晶10
に波長λFの励起レーザー光を入射する。
As described above, according to the wavelength λ SHG of the laser beam desired by the user, the nonlinear optical crystal 1
0, 34, and 36 are rotated by the galvanometer scanner 24, and the total reflection mirrors 14 and 16 are rotated, so that the nonlinear optical crystals 10, 34 and 36 and the total reflection mirror 1 are rotated.
After the positioning with the nonlinear optical crystal 10
A laser beam having a wavelength λ F is incident on the substrate.

【0068】非線形光学結晶10に波長λFの励起レー
ザー光が入射されると、図2に示す高速波長変換装置に
関して上記において説明したと同様な作用により、非線
形光学結晶10、34、36を介して高調波変換され
て、プリズム12の分散作用によって波長λSHGの成分
ならびにそれ以外の各波長成分がそれぞれの波長に応じ
た光路に屈折され分散して出射される。
When the excitation laser beam having the wavelength λ F is incident on the nonlinear optical crystal 10, the same operation as described above with respect to the high-speed wavelength converter shown in FIG. 2 is performed via the nonlinear optical crystals 10, 34, 36. The components of the wavelength λ SHG and the other wavelength components are refracted by the dispersion action of the prism 12 into optical paths corresponding to the respective wavelengths, dispersed and emitted.

【0069】さらに、プリズム12から光路を分けて出
射された波長λSHGの成分ならびにそれ以外の各波長成
分は、全反射ミラー14、16により反射され、波長λ
SHGの成分のみが絞りプレート18の開口18aを通過
する。そして、絞りプレート18の開口18aを通過し
た波長λSHGの成分はビームスプリッター20により2
つの光路に分割され、分割された一方はビーム位置検出
器22によりビーム位置の検出が行われ、分割された他
方はユーザーの利用に供される。
Further, the component of the wavelength λ SHG emitted from the prism 12 by dividing the optical path and the other wavelength components are reflected by the total reflection mirrors 14 and 16, and the wavelength λ SHG
Only the SHG component passes through the aperture 18a of the aperture plate 18. The component of the wavelength λ SHG that has passed through the aperture 18 a of the aperture plate 18 is divided by the beam splitter 20 into two components.
One of the divided light paths is subjected to beam position detection by a beam position detector 22, and the other of the divided light paths is provided to a user.

【0070】ここで、上記したように、絞りプレート1
8の開口18aを通過してビームスプリッター20によ
り分割された波長λSHGの成分の一方に関しては、ビー
ム位置検出器22によりビーム位置の検出がなされる
が、この検出結果は非線形光学結晶10、34、36な
らびに全反射ミラー14、16の位置の補正のために用
いられる。
Here, as described above, the aperture plate 1
The beam position detector 22 detects the beam position of one of the components of the wavelength λ SHG that has passed through the aperture 18 a and is split by the beam splitter 20. The detection result is based on the nonlinear optical crystals 10 and 34. , 36 and the positions of the total reflection mirrors 14 and 16 are used for correction.

【0071】こうしてビーム位置検出器22の検出結果
が非線形光学結晶10、34、36ならびに全反射ミラ
ー14、16の位置の補正のために用いられることによ
り、全反射ミラー16によって反射された波長λSHG
成分のビームの光軸をより正確に一定に維持することが
できる。
The detection result of the beam position detector 22 is used for correcting the positions of the nonlinear optical crystals 10, 34, 36 and the total reflection mirrors 14, 16, so that the wavelength λ reflected by the total reflection mirror 16 is used. The optical axis of the beam of the SHG component can be more accurately kept constant.

【0072】なお、上記したような非線形光学結晶1
0、34、36ならびに全反射ミラー14、16の位置
の制御は、コンピュータを利用してシステム化して処理
を行うようにすることが好ましい。
The nonlinear optical crystal 1 as described above
It is preferable that the control of the positions of the mirrors 0, 34, 36 and the total reflection mirrors 14, 16 be systematized using a computer to perform the processing.

【0073】ところで、図4ならびに図5に示す高速波
長変換装置においては、周波数3ωの成分(励起レーザ
ー光の3次高調波)を生成するために、周波数ωの成分
(励起レーザー光)と周波数2ωの成分(励起レーザー
光の2次高調波)とを非線形光学結晶34に入射してい
るが、この際に、ローテーター32により周波数2ωの
成分(励起レーザー光の2次高調波)の偏光方向が回転
されて、周波数ωの成分(励起レーザー光)と周波数2
ωの成分(励起レーザー光の2次高調波)とはそれぞれ
の偏光方向が一致するようにして非線形光学結晶34に
入射するようになされている。
In the high-speed wavelength converter shown in FIGS. 4 and 5, in order to generate a component having a frequency of 3ω (the third harmonic of the pump laser beam), the component of the frequency ω (the pump laser beam) and the frequency The component of 2ω (the second harmonic of the pump laser light) is incident on the nonlinear optical crystal 34, and at this time, the rotator 32 rotates the polarization direction of the component of the frequency 2ω (the second harmonic of the pump laser light). Is rotated, and the component of the frequency ω (excitation laser light) and the frequency 2
The component of ω (the second harmonic of the pump laser light) is incident on the nonlinear optical crystal 34 such that the polarization directions of the components coincide with each other.

【0074】このようにして、周波数ωの成分(励起レ
ーザー光)と周波数2ωの成分(励起レーザー光の2次
高調波)との偏光方向を一致させて周波数3ωの成分
(励起レーザー光の3次高調波)を生成するための非線
形光学結晶34へ入射すると、高調波変換の変換効率を
きわめて向上することができる。
In this manner, the polarization direction of the component of the frequency ω (excitation laser beam) and the polarization direction of the component of the frequency 2ω (second harmonic of the excitation laser beam) are made to coincide with each other so that the component of the frequency 3ω (3 When the light enters the nonlinear optical crystal 34 for generating the second harmonic, the conversion efficiency of the harmonic conversion can be significantly improved.

【0075】しかしながら、周波数2ωの成分(励起レ
ーザー光の2次高調波)を生成する非線形光学結晶10
から出射される周波数ωの成分(励起レーザー光)と周
波数2ωの成分(励起レーザー光の2次高調波)とは、
互いに偏光方向が直交して非線形光学結晶10から出射
されるので、周波数ωの成分(励起レーザー光)と周波
数2ωの成分(励起レーザー光の2次高調波)との偏光
方向を一致させて周波数3ωの成分(励起レーザー光の
3次高調波)を生成するために、補正装置30や偏光方
向を回転させるためのローテーター32が必要になる。
However, the nonlinear optical crystal 10 that generates a component having a frequency of 2ω (second harmonic of the pump laser light)
The component of the frequency ω (excitation laser light) and the component of the frequency 2ω (the second harmonic of the excitation laser light)
Since the polarization directions are orthogonal to each other and are emitted from the nonlinear optical crystal 10, the polarization direction of the component of the frequency ω (excitation laser light) and the polarization direction of the component of the frequency 2ω (second harmonic of the excitation laser light) are matched, and the frequency is adjusted. In order to generate a component of 3ω (the third harmonic of the excitation laser light), a correction device 30 and a rotator 32 for rotating the polarization direction are required.

【0076】一方、高調波変換の変換効率は低いが、偏
光方向が直交した状態の周波数ωの成分(励起レーザー
光)と周波数2ωの成分(励起レーザー光の2次高調
波)とを非線形光学結晶34へ入射し、周波数3ωの成
分(励起レーザー光の3次高調波)を生成する方法も知
られており、この方法によると補正装置30や偏光方向
を回転するためのローテーター32を省略することがで
きる。
On the other hand, although the conversion efficiency of the harmonic conversion is low, the component of the frequency ω (excitation laser light) and the component of the frequency 2ω (the second harmonic of the excitation laser light) in the state where the polarization directions are orthogonal to each other are nonlinearly optically converted. A method of generating a component having a frequency of 3ω (the third harmonic of the excitation laser light) by entering the crystal 34 is also known. According to this method, the correction device 30 and the rotator 32 for rotating the polarization direction are omitted. be able to.

【0077】図6には、上記した補正装置30やローテ
ーター32を省略した方法を採用した高速波長変換装置
が示されている。
FIG. 6 shows a high-speed wavelength converter employing a method in which the above-described correction device 30 and rotator 32 are omitted.

【0078】なお、図4ならびに図5の構成と同一ある
いは相当する構成には、図4ならびに図5において用い
た符号を用いて示すこととし、その詳細な構成ならびに
作用の説明は省略する。
4 and FIG. 5 are denoted by the same reference numerals used in FIG. 4 and FIG. 5, and detailed description of the configuration and operation is omitted.

【0079】この図6に示す高速波長変換装置において
は、図4ならびに図5に示す高速波長変換装置と比較す
ると、補正装置30およびローテーター32が省略され
ているため、構成を簡素化することができ、製造コスト
の低減化を図ることができるようになる。
In the high-speed wavelength converter shown in FIG. 6, since the correcting device 30 and the rotator 32 are omitted as compared with the high-speed wavelength converter shown in FIGS. 4 and 5, the configuration can be simplified. As a result, manufacturing costs can be reduced.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、非線形光学結晶を高速で任意の位置に回転
することができるという優れた効果を奏する。
As described above, the present invention has an excellent effect that the nonlinear optical crystal can be rotated at an arbitrary position at a high speed.

【0081】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、非線形光学結晶から出射される変換レ
ーザー光から分離された各波長成分のビームの方向を一
定にして光軸を一致させることができるという優れた効
果を奏する。
Further, since the present invention is configured as described above, the direction of the beam of each wavelength component separated from the converted laser beam emitted from the nonlinear optical crystal is made constant so that the optical axes coincide. It has an excellent effect that it can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】励起レーザー光の2次高調波を得るための従来
の波長変換装置の概念構成説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a conceptual configuration of a conventional wavelength converter for obtaining a second harmonic of an excitation laser beam.

【図2】本発明による高速波長変換装置の実施の形態の
一例の概念構成図である
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of an example of an embodiment of a high-speed wavelength converter according to the present invention.

【図3】ガルバノメータースキャナーに非線形光学結晶
を取り付けた状態を示す説明図であり、(a)はガルバ
ノメータースキャナーに非線形光学結晶を取り付けた状
態を示す要部概略構成平面説明図であり、(b)は架台
に取り付けた状態のガルバノメータースキャナーに非線
形光学結晶を取り付けた状態を示す要部概略構成側面説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing a state where a nonlinear optical crystal is attached to a galvanometer scanner, and FIG. 3 (a) is an explanatory plan view of a main part schematically showing a state where a nonlinear optical crystal is attached to a galvanometer scanner; FIG. 3B is a side view of a schematic configuration of a main part showing a state where the nonlinear optical crystal is mounted on the galvanometer scanner mounted on the gantry.

【図4】本発明による高速波長変換装置の実施の形態の
他の例の概念構成図である
FIG. 4 is a conceptual configuration diagram of another example of the embodiment of the high-speed wavelength converter according to the present invention.

【図5】図4に示す高速波長変換装置の上面からみた際
の要部概略実配置図である。
FIG. 5 is a schematic actual arrangement diagram of main parts when viewed from above the high-speed wavelength converter shown in FIG. 4;

【図6】本発明による高速波長変換装置の実施の形態の
他の例の概念構成図である
FIG. 6 is a conceptual configuration diagram of another example of the embodiment of the high-speed wavelength converter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、34、36 非線形光学結晶 12 プリズム 14、16 全反射ミラー 18 絞りプレート 18a 開口 20 ビームスプリッター 22 ビーム位置検出器 24 ガルバノメータースキャナー 30 補正装置 32 ローテーター 10, 34, 36 Nonlinear optical crystal 12 Prism 14, 16 Total reflection mirror 18 Aperture plate 18a Aperture 20 Beam splitter 22 Beam position detector 24 Galvanometer scanner 30 Corrector 32 Rotator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 智之 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 赤川 和幸 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 神保 昭夫 宮城県仙台市青葉区南吉成6丁目6番地の 3 フォトンチューニング株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomoyuki Wada 2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama Pref. Inventor Akio Jimbo 3-6 Photon Tuning Co., Ltd., 6-6 Minamiyoshinari, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転可能に支持された非線形光学結晶に
レーザー光を入射して、高調波変換により前記レーザー
光の波長変換を行う高速波長変換装置において、 前記非線形光学結晶を高速回転する回転手段と、 前記非線形光学結晶から出射されるレーザー光から、所
望の高調波成分を分離する分離手段と、 前記分離手段によって分離された所望の高調波成分を、
所定の光路上に配置させる配置手段とを有することを特
徴とする高速波長変換装置。
1. A high-speed wavelength conversion device for injecting laser light into a rotatably supported nonlinear optical crystal and performing wavelength conversion of the laser light by harmonic conversion, wherein a rotating means for rotating the nonlinear optical crystal at high speed. Separating means for separating a desired harmonic component from the laser light emitted from the nonlinear optical crystal; and a desired harmonic component separated by the separating means,
A high-speed wavelength conversion device comprising: an arrangement unit for disposing the wavelength converter on a predetermined optical path.
【請求項2】 請求項1記載の高速波長変換装置におい
て、 前記回転手段は、前記非線形光学結晶の結晶軸に対する
レーザー光の入射角が位相整合角となるように、前記非
線形光学結晶を高速回転することを特徴とする高速波長
変換装置。
2. The high-speed wavelength conversion device according to claim 1, wherein said rotating means rotates said nonlinear optical crystal at a high speed so that an incident angle of a laser beam with respect to a crystal axis of said nonlinear optical crystal becomes a phase matching angle. A high-speed wavelength converter.
【請求項3】 請求項1または2のいずれか1項に記載
の高速波長変換装置において、 前記回転手段は、ガルバノメータースキャナーであるこ
とを特徴とする高速波長変換装置。
3. The high-speed wavelength converter according to claim 1, wherein the rotating unit is a galvanometer scanner.
【請求項4】 請求項1、2または3のいずれか1項に
記載の高速波長変換装置において、 前記分離手段は、プリズムであることを特徴とする高速
波長変換装置。
4. The high-speed wavelength conversion device according to claim 1, wherein the separation unit is a prism.
【請求項5】 請求項1、2、3または4のいずれか1
項に記載の高速波長変換装置において、 前記非線形光学結晶を同一光軸上に複数配置し、 前記回転手段は、複数の前記非線形光学結晶を選択的に
回転し、 複数の前記非線形光学結晶の結晶軸に対するレーザー光
の入射角が選択的に位相整合角となるようにしたことを
特徴とする高速波長変換装置。
5. The method according to claim 1, wherein the first, second, third, or fourth aspect is selected.
In the high-speed wavelength conversion device according to the paragraph, a plurality of the nonlinear optical crystals are arranged on the same optical axis, the rotating means selectively rotates a plurality of the nonlinear optical crystals, a plurality of crystals of the nonlinear optical crystals A high-speed wavelength converter, wherein an incident angle of a laser beam with respect to an axis is selectively set to a phase matching angle.
【請求項6】 請求項1、2、3、4または5のいずれ
か1項に記載の高速波長変換装置において、 前記配置手段は、光路を任意の方向に反射可能に可変配
置されたミラーであり、 さらに、前記ミラーを高速可動する可動手段を有するこ
とを特徴とする高速波長変換装置。
6. The high-speed wavelength converter according to claim 1, wherein the arrangement unit is a mirror variably arranged to reflect an optical path in an arbitrary direction. A high-speed wavelength conversion device, further comprising a moving means for moving the mirror at high speed.
【請求項7】 請求項6記載の高速波長変換装置におい
て、 前記可動手段は、ガルバノメータースキャナーであるこ
とを特徴とする高速波長変換装置。
7. The high-speed wavelength converter according to claim 6, wherein said movable means is a galvanometer scanner.
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CN111913332A (en) * 2020-08-17 2020-11-10 江苏博创翰林光电高科技有限公司 Second harmonic bandwidth compression method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019505018A (en) * 2016-02-12 2019-02-21 エム スクエアード レーザーズ リミテッドM Squared Lasers Limited Optical frequency mixing module
US11231636B2 (en) 2016-02-12 2022-01-25 M Squared Lasers Limited Optical frequency mixing module
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