JPH112849A - 波長変換装置 - Google Patents
波長変換装置Info
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- JPH112849A JPH112849A JP15376997A JP15376997A JPH112849A JP H112849 A JPH112849 A JP H112849A JP 15376997 A JP15376997 A JP 15376997A JP 15376997 A JP15376997 A JP 15376997A JP H112849 A JPH112849 A JP H112849A
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- Japan
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- fundamental wave
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- solid laser
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型であって、ヒーター余熱による基本波発
振手段の加熱問題が解決された波長変換装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 固体レーザー結晶などの基本波発振手段
から発振されたレーザー光を波長変換手段の非線形光学
効果により波長変換する装置であって、基本波発振手段
と波長変換手段との間にペルチェ素子のような波長変換
手段のみを加熱する加熱手段を隣接設置することを特徴
とする波長変換装置。 【効果】 緑色〜青色レーザー光の発生装置として有用
である。
振手段の加熱問題が解決された波長変換装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 固体レーザー結晶などの基本波発振手段
から発振されたレーザー光を波長変換手段の非線形光学
効果により波長変換する装置であって、基本波発振手段
と波長変換手段との間にペルチェ素子のような波長変換
手段のみを加熱する加熱手段を隣接設置することを特徴
とする波長変換装置。 【効果】 緑色〜青色レーザー光の発生装置として有用
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長変換装置に関
し、特に波長変換レーザー装置などの第二高調波（ＳＨ
Ｇ）を出力させ得る波長変換装置に関する。
し、特に波長変換レーザー装置などの第二高調波（ＳＨ
Ｇ）を出力させ得る波長変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】緑色〜青色レーザー光の発生装置とし
て、レーザーダイオードなどから発振された基本波を非
線形光学材料にてＳＨＧに波長変換する装置が従来より
提案されている。また非線形光学定数の大きいニオブ酸
リチウムからなるドメイン反転素子を使用して疑似位相
整合（ＱＰＭ）により基本波を効率よくＳＨＧに波長変
換する手法も提案されている。
て、レーザーダイオードなどから発振された基本波を非
線形光学材料にてＳＨＧに波長変換する装置が従来より
提案されている。また非線形光学定数の大きいニオブ酸
リチウムからなるドメイン反転素子を使用して疑似位相
整合（ＱＰＭ）により基本波を効率よくＳＨＧに波長変
換する手法も提案されている。
【０００３】図２は、従来の波長変換装置の側面図であ
って、１はレーザーダイオード、２は光学系、３は固体
レーザー結晶、４はニオブ酸リチウムからなるドメイン
反転素子、５は出力ミラー、８はヒーター、７は出力さ
れたＳＨＧである。レーザーダイオード１から発振され
たレーザー光は、光学系２により集光されて固体レーザ
ー結晶３に入射される。このレーザー光の入射により、
固体レーザー結晶３から安定した波長を有する基本波Ｂ
Ｌが発生される。基本波ＢＬは、固体レーザー結晶３の
裏面に形成された反射面３１と出力ミラー５の内面に形
成された反射面５１とからなる共振器の間で共振すると
共にドメイン反転素子４により波長変換され、かくして
波長変換装置からＳＨＧ７が出力される。
って、１はレーザーダイオード、２は光学系、３は固体
レーザー結晶、４はニオブ酸リチウムからなるドメイン
反転素子、５は出力ミラー、８はヒーター、７は出力さ
れたＳＨＧである。レーザーダイオード１から発振され
たレーザー光は、光学系２により集光されて固体レーザ
ー結晶３に入射される。このレーザー光の入射により、
固体レーザー結晶３から安定した波長を有する基本波Ｂ
Ｌが発生される。基本波ＢＬは、固体レーザー結晶３の
裏面に形成された反射面３１と出力ミラー５の内面に形
成された反射面５１とからなる共振器の間で共振すると
共にドメイン反転素子４により波長変換され、かくして
波長変換装置からＳＨＧ７が出力される。
【０００４】ところで、ドメイン反転素子４などの非線
形光学材料からなる波長変換素子は、一般的に高出力の
基本波ＢＬなどのレーザー光に長時間曝されると、光損
傷して波長変換効率が低下する問題がある。この問題の
解決方法として、ニオブ酸リチウムにＭｇＯなどをドー
プして導電性を持たせて光損傷を防止することが検討さ
れている。しかしこの方法では、ＭｇＯがドープされた
ニオブ酸リチウムが導電性のためにドメイン反転構造の
形成が困難となる。光損傷についての他の防止対策とし
て、図示するように、ドメイン反転素子４をヒーター８
にて加熱して７０〜２００℃程度の高温度に保持する提
案もある。しかしこの方法は、ドメイン反転素子４を加
熱する間にヒーター８からの余熱により固体レーザー結
晶３をも加熱することになって、固体レーザー結晶３か
らの出力光がその波長や強度の点で不安定となる問題が
ある。近時、波長変換装置の小型化の要求が強く、その
場合には固体レーザー結晶３とドメイン反転素子４とを
今以上に接近して設置する必要があり、かかる際にはヒ
ーター８からの余熱による固体レーザー結晶３の加熱問
題が一層深刻となる。
形光学材料からなる波長変換素子は、一般的に高出力の
基本波ＢＬなどのレーザー光に長時間曝されると、光損
傷して波長変換効率が低下する問題がある。この問題の
解決方法として、ニオブ酸リチウムにＭｇＯなどをドー
プして導電性を持たせて光損傷を防止することが検討さ
れている。しかしこの方法では、ＭｇＯがドープされた
ニオブ酸リチウムが導電性のためにドメイン反転構造の
形成が困難となる。光損傷についての他の防止対策とし
て、図示するように、ドメイン反転素子４をヒーター８
にて加熱して７０〜２００℃程度の高温度に保持する提
案もある。しかしこの方法は、ドメイン反転素子４を加
熱する間にヒーター８からの余熱により固体レーザー結
晶３をも加熱することになって、固体レーザー結晶３か
らの出力光がその波長や強度の点で不安定となる問題が
ある。近時、波長変換装置の小型化の要求が強く、その
場合には固体レーザー結晶３とドメイン反転素子４とを
今以上に接近して設置する必要があり、かかる際にはヒ
ーター８からの余熱による固体レーザー結晶３の加熱問
題が一層深刻となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑みて本発明
は、小型であって、しかもヒーター余熱による基本波発
振手段の加熱問題が解決された波長変換装置を提供する
ことを目的とする。
は、小型であって、しかもヒーター余熱による基本波発
振手段の加熱問題が解決された波長変換装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、つぎの特徴を
有する。 (1) 基本波発振手段、基本波発振手段から発振されたレ
ーザー光を非線形光学効果により波長変換し得る波長変
換手段、および基本波発振手段と波長変換手段との間に
隣接して設置されて基本波発振手段を加熱しないが波長
変換手段を加熱し得る加熱手段とからなることを特徴と
する波長変換装置。 (2) 基本波発振手段が、レーザーダイオード、あるいは
レーザーダイオードと該レーザーダイオードからの励起
光にて出力する固体レーザー結晶との組み合わせである
上記(1) に記載の波長変換装置。 (3) 波長変換手段が、ドメイン反転素子である上記(1)
または(2) 記載の波長変換装置。 (4) ドメイン反転素子が、ニオブ酸リチウムからなるも
のである上記(3) 記載の波長変換装置。 (5) 加熱手段が、ペルチェ素子である上記(1) 〜(4) の
いずれかに記載の波長変換装置。
有する。 (1) 基本波発振手段、基本波発振手段から発振されたレ
ーザー光を非線形光学効果により波長変換し得る波長変
換手段、および基本波発振手段と波長変換手段との間に
隣接して設置されて基本波発振手段を加熱しないが波長
変換手段を加熱し得る加熱手段とからなることを特徴と
する波長変換装置。 (2) 基本波発振手段が、レーザーダイオード、あるいは
レーザーダイオードと該レーザーダイオードからの励起
光にて出力する固体レーザー結晶との組み合わせである
上記(1) に記載の波長変換装置。 (3) 波長変換手段が、ドメイン反転素子である上記(1)
または(2) 記載の波長変換装置。 (4) ドメイン反転素子が、ニオブ酸リチウムからなるも
のである上記(3) 記載の波長変換装置。 (5) 加熱手段が、ペルチェ素子である上記(1) 〜(4) の
いずれかに記載の波長変換装置。
【０００７】
【作用】本発明においては、加熱手段は、基本波発振手
段と波長変換手段との間に設置され、且つそれらの三手
段は隣接して設置されるので、コンパクトであって波長
変換装置の小型化が可能となる。しかも該加熱手段は、
基本波発振手段は加熱せずに波長変換手段のみを加熱す
る機能を有するので、従来の装置で問題となった基本波
発振手段の加熱が防止乃至軽減される。
段と波長変換手段との間に設置され、且つそれらの三手
段は隣接して設置されるので、コンパクトであって波長
変換装置の小型化が可能となる。しかも該加熱手段は、
基本波発振手段は加熱せずに波長変換手段のみを加熱す
る機能を有するので、従来の装置で問題となった基本波
発振手段の加熱が防止乃至軽減される。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の波長変換装置は、基本的
に、基本波発振手段、波長変換手段、および波長変換手
段を加熱し得る加熱手段とからなるが、従来の波長変換
レーザーとして周知されている波長変換装置の改良型と
しても適用し得、またさらに従来の波長変換レーザーに
おいて周知あるいは使用されている基本波発振手段、発
振された基本波に対する共振器、および波長変換手段な
どは本発明においても採用することができる。
に、基本波発振手段、波長変換手段、および波長変換手
段を加熱し得る加熱手段とからなるが、従来の波長変換
レーザーとして周知されている波長変換装置の改良型と
しても適用し得、またさらに従来の波長変換レーザーに
おいて周知あるいは使用されている基本波発振手段、発
振された基本波に対する共振器、および波長変換手段な
どは本発明においても採用することができる。
【０００９】上記三手段の隣接設置に関しては、例え
ば、基本波発振手段と加熱手段と波長変換手段の三手段
が実質的に間隔を空けずに互いに縦続接続されたような
態様、基本波発振手段と加熱手段との間、加熱手段と波
長変換手段との間、あるいは該三者のそれぞれの間に、
０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、特に０ｍｍ〜１０ｍｍ程度の僅
かな間隔を空けて設置した態様などが例示される。
ば、基本波発振手段と加熱手段と波長変換手段の三手段
が実質的に間隔を空けずに互いに縦続接続されたような
態様、基本波発振手段と加熱手段との間、加熱手段と波
長変換手段との間、あるいは該三者のそれぞれの間に、
０ｍｍ〜５０ｍｍ程度、特に０ｍｍ〜１０ｍｍ程度の僅
かな間隔を空けて設置した態様などが例示される。
【００１０】基本波発振手段としては、レーザーダイオ
ード、レーザーダイオードと該ダイオードの励起光にて
出力する固体レーザー結晶との組み合わせ構造などが例
示されるが、波長が安定した基本波を発振し得る後者の
組合わせ構造が好ましい。波長変換手段としては、多く
の非線形光学材料、例えばニオブ酸リチウム、タンタル
酸リチウム、ＫＴｉＯＰＯ4 などのバルク結晶やドメイ
ン反転素子などの分極反転結晶が例示される。
ード、レーザーダイオードと該ダイオードの励起光にて
出力する固体レーザー結晶との組み合わせ構造などが例
示されるが、波長が安定した基本波を発振し得る後者の
組合わせ構造が好ましい。波長変換手段としては、多く
の非線形光学材料、例えばニオブ酸リチウム、タンタル
酸リチウム、ＫＴｉＯＰＯ4 などのバルク結晶やドメイ
ン反転素子などの分極反転結晶が例示される。
【００１１】加熱手段としては、上記した機能を奏し得
る限り種々の構造や加熱機構のものが使用し得る。なお
基本波発振手段は、一般的に低温度で駆動させると発振
レーザーの波長や強度が安定するので、本発明における
加熱手段としては基本波発振手段に対してはそれを加熱
しない方向に作用する一方で波長変換手段を加熱し得る
ペルチェ素子が特に好ましい。
る限り種々の構造や加熱機構のものが使用し得る。なお
基本波発振手段は、一般的に低温度で駆動させると発振
レーザーの波長や強度が安定するので、本発明における
加熱手段としては基本波発振手段に対してはそれを加熱
しない方向に作用する一方で波長変換手段を加熱し得る
ペルチェ素子が特に好ましい。
【００１２】
【実施例】以下、図例により本発明を一層詳細に説明す
る。図１は本発明の実施例の側面図である。図１におい
て、１はレーザーダイオード、２は光学系、３は固体レ
ーザー結晶、４はドメイン反転素子、５は出力ミラー、
６は加熱手段たるペルチェ素子、７は出力されたＳＨＧ
である。これらのうちの固体レーザー結晶３、ペルチェ
素子６、およびドメイン反転素子４は、図示する通り、
互いに実質的に間隔を空けずに縦続配置されている。
る。図１は本発明の実施例の側面図である。図１におい
て、１はレーザーダイオード、２は光学系、３は固体レ
ーザー結晶、４はドメイン反転素子、５は出力ミラー、
６は加熱手段たるペルチェ素子、７は出力されたＳＨＧ
である。これらのうちの固体レーザー結晶３、ペルチェ
素子６、およびドメイン反転素子４は、図示する通り、
互いに実質的に間隔を空けずに縦続配置されている。
【００１３】図２の従来装置と同様に、レーザーダイオ
ード１から発振されたレーザー光は、光学系２により集
光されて固体レーザー結晶３に入射される。このレーザ
ー光の入射により、固体レーザー結晶３から安定した波
長を有する基本波ＢＬが発振される。基本波ＢＬは、ペ
ルチェ素子６に設けられた貫通孔６１を通過してドメイ
ン反転素子４に到り、それを貫通して出力ミラー５の反
射面５１に到る。かくして基本波ＢＬは、固体レーザー
結晶３の裏面に形成された反射面３１と反射面５１とか
らなる共振器の間で共振すると共にドメイン反転素子４
により波長変換され、かくして波長変換装置からＳＨＧ
７が出力される。
ード１から発振されたレーザー光は、光学系２により集
光されて固体レーザー結晶３に入射される。このレーザ
ー光の入射により、固体レーザー結晶３から安定した波
長を有する基本波ＢＬが発振される。基本波ＢＬは、ペ
ルチェ素子６に設けられた貫通孔６１を通過してドメイ
ン反転素子４に到り、それを貫通して出力ミラー５の反
射面５１に到る。かくして基本波ＢＬは、固体レーザー
結晶３の裏面に形成された反射面３１と反射面５１とか
らなる共振器の間で共振すると共にドメイン反転素子４
により波長変換され、かくして波長変換装置からＳＨＧ
７が出力される。
【００１４】その間、固体レーザー結晶３は、レーザー
ダイオード１から発振されたレーザー光の入射エネルギ
ーにより発熱し放熱するが、この放熱はペルチェ素子６
により吸収されてドメイン反転素子４に移送される。か
くしてペルチェ素子６により、固体レーザー結晶３は良
好な低温度に維持され、同時にドメイン反転素子４は良
好な高温度に加熱保持される。
ダイオード１から発振されたレーザー光の入射エネルギ
ーにより発熱し放熱するが、この放熱はペルチェ素子６
により吸収されてドメイン反転素子４に移送される。か
くしてペルチェ素子６により、固体レーザー結晶３は良
好な低温度に維持され、同時にドメイン反転素子４は良
好な高温度に加熱保持される。
【００１５】貫通孔６１は、ペルチェ素子６の基本波Ｂ
Ｌの光路に当たる個所に設けられるが、その貫通孔径
は、基本波ＢＬの径と同じ乃至その５倍、特に基本波Ｂ
Ｌの径の２〜３倍程度が好ましい。基本波ＢＬの径は、
通常、５０〜３００μｍ程度であるので、貫通孔６１の
径は多くの場合、１ｍｍ以下である。
Ｌの光路に当たる個所に設けられるが、その貫通孔径
は、基本波ＢＬの径と同じ乃至その５倍、特に基本波Ｂ
Ｌの径の２〜３倍程度が好ましい。基本波ＢＬの径は、
通常、５０〜３００μｍ程度であるので、貫通孔６１の
径は多くの場合、１ｍｍ以下である。
【００１６】固体レーザー結晶として、厚さ０．５ｍ
ｍ、Ｎｄ濃度３原子％のＹＶＯ4 結晶を、ドメイン反転
素子としてニオブ酸リチウムからなる長さ５ｍｍの分極
反転結晶を、さらにペルチェ素子として、７０〜２００
℃程度の高温度に保持し得る構造を有し、且つ上記の基
本波の光路に当たる個所に孔径１ｍｍの貫通孔を有する
ものを、それぞれ用いた。固体レーザー結晶のうち、レ
ーザーダイオードからの光が入射する側の片面に該固体
レーザー結晶から発振される基本波（発振波長：１０６
４ｎｍ）に対して高反射性を示すがレーザーダイオード
からの波長８１０ｎｍのレーザー光に対しては無反射性
であるコーティングを、一方その反対面には１０６４ｎ
ｍ、８１０ｎｍの双方に対する無反射コーティングをそ
れぞれ施した。また出力ミラーとして波長１０６４ｎｍ
に対しては高反射性を示すが、５３２ｎｍの第二高調波
に対しては無反射性であるコーティングを施した。固体
レーザー結晶、ペルチェ素子、およびドメイン反転素子
を図１に示すように間隔を空けずに縦続配置し、レーザ
ーダイオードから波長８１０ｎｍのレーザー光を連続入
射させ、且つニオブ酸リチウムを温度１５０℃に保持す
る条件でペルチェ素子を駆動させたところ、波長５３２
ｎｍのＳＨＧが安定して出力した。なおＳＨＧが安定し
て出力している間、固体レーザー結晶は５０±１０℃
に、一方、ドメイン反転素子は１５０±０．２℃に保持
された。
ｍ、Ｎｄ濃度３原子％のＹＶＯ4 結晶を、ドメイン反転
素子としてニオブ酸リチウムからなる長さ５ｍｍの分極
反転結晶を、さらにペルチェ素子として、７０〜２００
℃程度の高温度に保持し得る構造を有し、且つ上記の基
本波の光路に当たる個所に孔径１ｍｍの貫通孔を有する
ものを、それぞれ用いた。固体レーザー結晶のうち、レ
ーザーダイオードからの光が入射する側の片面に該固体
レーザー結晶から発振される基本波（発振波長：１０６
４ｎｍ）に対して高反射性を示すがレーザーダイオード
からの波長８１０ｎｍのレーザー光に対しては無反射性
であるコーティングを、一方その反対面には１０６４ｎ
ｍ、８１０ｎｍの双方に対する無反射コーティングをそ
れぞれ施した。また出力ミラーとして波長１０６４ｎｍ
に対しては高反射性を示すが、５３２ｎｍの第二高調波
に対しては無反射性であるコーティングを施した。固体
レーザー結晶、ペルチェ素子、およびドメイン反転素子
を図１に示すように間隔を空けずに縦続配置し、レーザ
ーダイオードから波長８１０ｎｍのレーザー光を連続入
射させ、且つニオブ酸リチウムを温度１５０℃に保持す
る条件でペルチェ素子を駆動させたところ、波長５３２
ｎｍのＳＨＧが安定して出力した。なおＳＨＧが安定し
て出力している間、固体レーザー結晶は５０±１０℃
に、一方、ドメイン反転素子は１５０±０．２℃に保持
された。
【００１７】
【発明の効果】本発明の波長変換装置は、小型でありな
がら、基本波発振手段の加熱問題が解決され、しかも波
長変換手段を良好な高温度に保持し得る。したがってそ
れは、緑色〜青色レーザー光の発生装置として工業的に
すこぶる有用である。
がら、基本波発振手段の加熱問題が解決され、しかも波
長変換手段を良好な高温度に保持し得る。したがってそ
れは、緑色〜青色レーザー光の発生装置として工業的に
すこぶる有用である。
【図１】本発明の実施例の側面図である。
【図２】従来例の側面図である。
１ レーザーダイオード ３ 固体レーザー結晶 ４ ドメイン反転素子 ５ 出力ミラー ６ ペルチェ素子 ７ 出力したＳＨＧ
Claims (5)
- 【請求項１】 基本波発振手段、基本波発振手段から発
振されたレーザー光を非線形光学効果により波長変換し
得る波長変換手段、および基本波発振手段と波長変換手
段との間に隣接して設置されて基本波発振手段を加熱し
ないが波長変換手段を加熱し得る加熱手段とからなるこ
とを特徴とする波長変換装置。 - 【請求項２】 基本波発振手段が、レーザーダイオー
ド、あるいはレーザーダイオードと該レーザーダイオー
ドからの励起光にて出力する固体レーザー結晶との組み
合わせである請求項１に記載の波長変換装置。 - 【請求項３】 波長変換手段が、ドメイン反転素子であ
る請求項１または２記載の波長変換装置。 - 【請求項４】 ドメイン反転素子が、ニオブ酸リチウム
からなるものである請求項３記載の波長変換装置。 - 【請求項５】 加熱手段が、ペルチェ素子である請求項
１〜４のいずれかに記載の波長変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15376997A JPH112849A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 波長変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15376997A JPH112849A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112849A true JPH112849A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15569743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15376997A Pending JPH112849A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH112849A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004070338A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-03-04 | Canon Inc | 光波長変換装置、及び光波長変換方法 |
| KR20070076251A (ko) * | 2006-01-18 | 2007-07-24 | 삼성전자주식회사 | 외부 공진기형 면발광 레이저 |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP15376997A patent/JPH112849A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004070338A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-03-04 | Canon Inc | 光波長変換装置、及び光波長変換方法 |
| KR20070076251A (ko) * | 2006-01-18 | 2007-07-24 | 삼성전자주식회사 | 외부 공진기형 면발광 레이저 |
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