JPH1154827A - 低ノイズ化第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 - Google Patents
低ノイズ化第二高調波発生装置およびレーザ応用装置Info
- Publication number
- JPH1154827A JPH1154827A JP10072240A JP7224098A JPH1154827A JP H1154827 A JPH1154827 A JP H1154827A JP 10072240 A JP10072240 A JP 10072240A JP 7224098 A JP7224098 A JP 7224098A JP H1154827 A JPH1154827 A JP H1154827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- laser
- shg
- resonator
- noise
- 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
Landscapes
- Optical Head (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部共振型の第二高調波発生装置の出力ノイ
ズを低減する。 【解決手段】 共振器の長さに依存する縦モード間隔
を、少なくとも非線形結晶もしくは波長制御素子の長さ
に対応する縦モード間隔と整数倍の関係にすることによ
って、出力の低ノイズ化を図る。
ズを低減する。 【解決手段】 共振器の長さに依存する縦モード間隔
を、少なくとも非線形結晶もしくは波長制御素子の長さ
に対応する縦モード間隔と整数倍の関係にすることによ
って、出力の低ノイズ化を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光エレクトロニクス
分野における固体レーザ光源とその固体レーザ光源を用
いたレーザ応用装置に係わるものであり、特に第二高調
波発生装置の出力のノイズ低減に関するものである。
分野における固体レーザ光源とその固体レーザ光源を用
いたレーザ応用装置に係わるものであり、特に第二高調
波発生装置の出力のノイズ低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化時代の進展に伴い、光ディス
ク装置やレーザプリンタ装置などの光記録分野において
は記録密度の向上あるいは高速印刷の要求を満足するた
め、レーザ光源の短波長化への要求が高まっている。し
かし、製品化レベルでの要求の多い波長域の青領域（波
長400〜480nm）では、このような条件を満足する光源と
しては、He-Cd（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置、A
r（アルゴン）レーザ装置等のガスレーザ装置が実用化
されているにすぎない。光ディスク装置等の光源に短波
長を使用すると記録密度を大幅に向上できるが、ガスレ
ーザ装置は搭載するには大型で消費電力が大きく不向き
であった。また、このようなガスレーザ装置はレーザプ
リンタ装置の一部に光源として実際に搭載されている
が、前述の理由から小型・低消費電力化の大きな障害と
なったため、その対策が迫られている。
ク装置やレーザプリンタ装置などの光記録分野において
は記録密度の向上あるいは高速印刷の要求を満足するた
め、レーザ光源の短波長化への要求が高まっている。し
かし、製品化レベルでの要求の多い波長域の青領域（波
長400〜480nm）では、このような条件を満足する光源と
しては、He-Cd（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置、A
r（アルゴン）レーザ装置等のガスレーザ装置が実用化
されているにすぎない。光ディスク装置等の光源に短波
長を使用すると記録密度を大幅に向上できるが、ガスレ
ーザ装置は搭載するには大型で消費電力が大きく不向き
であった。また、このようなガスレーザ装置はレーザプ
リンタ装置の一部に光源として実際に搭載されている
が、前述の理由から小型・低消費電力化の大きな障害と
なったため、その対策が迫られている。
【０００３】このような従来技術の課題に対して、非線
形光学結晶を用いた光第二高調波発生（Second Harmon
ic Generation：以下、ＳＨＧと省略。）の手法による
短波長化技術が提案され、実用化に向けた開発が進めら
れている。このＳＨＧ光源の実用化は励起光源である半
導体レーザの高出力化と性能改善と進展してきた深い関
係がある。その背景は、励起用光源が従来のガスレーザ
のような放電を必要としないことによる小型および
低消費電力化を実現できる点であり、さらに固体化によ
るＳＨＧ光源の出力安定性および長寿命化が可能に
なる点である。
形光学結晶を用いた光第二高調波発生（Second Harmon
ic Generation：以下、ＳＨＧと省略。）の手法による
短波長化技術が提案され、実用化に向けた開発が進めら
れている。このＳＨＧ光源の実用化は励起光源である半
導体レーザの高出力化と性能改善と進展してきた深い関
係がある。その背景は、励起用光源が従来のガスレーザ
のような放電を必要としないことによる小型および
低消費電力化を実現できる点であり、さらに固体化によ
るＳＨＧ光源の出力安定性および長寿命化が可能に
なる点である。
【０００４】ガスレーザと同等の出力波長を有するＳＨ
Ｇ光源として、例えば図１３に示すような内部共振器型
ＳＨＧ方式が挙げられる。まず、半導体レーザからの励
起光３１によって固体レーザ結晶４が励起される。励起
された固体レーザ結晶４からの励起光が基本波となり、
非線形結晶６（ＳＨＧ結晶）に入射させて第二高調波３
３を得るものである。この内部共振器型ＳＨＧ方式にお
いて形成される共振器は、固体レーザ結晶４の発振波長
に対して高反射の第一および第二のレーザミラー３、７
を両端に配置することによって構成される。さらに、第
二のレーザミラー７はＳＨＧ出力３３に対して透過特性
を持たせている。このため、共振器外部からの反射戻り
光等の外乱の混入がなく、その結果発振波長が受ける影
響が極めて小さいことが特長である。
Ｇ光源として、例えば図１３に示すような内部共振器型
ＳＨＧ方式が挙げられる。まず、半導体レーザからの励
起光３１によって固体レーザ結晶４が励起される。励起
された固体レーザ結晶４からの励起光が基本波となり、
非線形結晶６（ＳＨＧ結晶）に入射させて第二高調波３
３を得るものである。この内部共振器型ＳＨＧ方式にお
いて形成される共振器は、固体レーザ結晶４の発振波長
に対して高反射の第一および第二のレーザミラー３、７
を両端に配置することによって構成される。さらに、第
二のレーザミラー７はＳＨＧ出力３３に対して透過特性
を持たせている。このため、共振器外部からの反射戻り
光等の外乱の混入がなく、その結果発振波長が受ける影
響が極めて小さいことが特長である。
【０００５】近年、半導体レーザ励起方式の波長可変固
体レーザ装置に適用される固体レーザ結晶として、波長
750〜1000nmで発振するＬｉＳＡＦ（Cr:LiSrAlF6；クロ
ム添加のフッ化リチュウムストロンチュウムアルミニュ
ウム）結晶を用いたレーザ装置が提案され、注目を浴び
ている（米国特許番号４８１１３４９）。このＬｉＳＡ
Ｆを上記した内部共振型の固体レーザ結晶に用いること
によって、375〜500nmの範囲にある短波長を選択的に得
ることができる。
体レーザ装置に適用される固体レーザ結晶として、波長
750〜1000nmで発振するＬｉＳＡＦ（Cr:LiSrAlF6；クロ
ム添加のフッ化リチュウムストロンチュウムアルミニュ
ウム）結晶を用いたレーザ装置が提案され、注目を浴び
ている（米国特許番号４８１１３４９）。このＬｉＳＡ
Ｆを上記した内部共振型の固体レーザ結晶に用いること
によって、375〜500nmの範囲にある短波長を選択的に得
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは半導体レ
ーザ励起方式に使用されるＬｉＳＡＦ結晶からのレーザ
光を第一の発振波（基本波）とし、非線形光学結晶によ
り得られる第二の発振波として青色領域のＳＨＧ光を発
生させる方法を長年研究開発している。図１３等に示す
従来技術では、第二高調波出力に３ＭＨｚ以下の周波数
領域のノイズの存在を無視できず、特に400〜480nmの短
波長を光源とした装置において重大な影響を持つことが
わかった。以下、従来技術の課題について述べることに
する。
ーザ励起方式に使用されるＬｉＳＡＦ結晶からのレーザ
光を第一の発振波（基本波）とし、非線形光学結晶によ
り得られる第二の発振波として青色領域のＳＨＧ光を発
生させる方法を長年研究開発している。図１３等に示す
従来技術では、第二高調波出力に３ＭＨｚ以下の周波数
領域のノイズの存在を無視できず、特に400〜480nmの短
波長を光源とした装置において重大な影響を持つことが
わかった。以下、従来技術の課題について述べることに
する。
【０００７】図１４はＬｉＳＡＦ結晶と非線形光学結晶
による第二高調波発生のための構成を示す。第一のレー
ザミラー３とＳＨＧ結晶６の出射側に配置された第二の
レーザミラー膜７との間で共振器を構成するもので、共
振器内に固体レーザ結晶４、非線形結晶（ＳＨＧ結晶）
６および波長制御素子５を配置してある。半導体レーザ
１１による励起光３１は集光光学系１２および第一のレ
ーザミラー３を透過した後、ＬｉＳＡＦ結晶を適用した
固体レーザ結晶４内に集光し、固体レーザ結晶４を励起
する。第一のレーザミラー３および第二のレーザミラー
７には励起された基本波ビーム３２を９９％以上反射す
る誘電体多層膜のミラー膜が形成されるため、基本波ビ
ーム３２は共振器内を往復することになる。
による第二高調波発生のための構成を示す。第一のレー
ザミラー３とＳＨＧ結晶６の出射側に配置された第二の
レーザミラー膜７との間で共振器を構成するもので、共
振器内に固体レーザ結晶４、非線形結晶（ＳＨＧ結晶）
６および波長制御素子５を配置してある。半導体レーザ
１１による励起光３１は集光光学系１２および第一のレ
ーザミラー３を透過した後、ＬｉＳＡＦ結晶を適用した
固体レーザ結晶４内に集光し、固体レーザ結晶４を励起
する。第一のレーザミラー３および第二のレーザミラー
７には励起された基本波ビーム３２を９９％以上反射す
る誘電体多層膜のミラー膜が形成されるため、基本波ビ
ーム３２は共振器内を往復することになる。
【０００８】一方、基本波ビーム３２が入射され励起さ
れたＳＨＧ結晶６は、その非線形光学特性によって第二
高調波を出射する。第二のレーザミラー７には基本波ビ
ーム３２の基本波を遮断する特性を有するが、第二高調
波を通過させる波長選択性を持たせているため、本図の
右側からＳＨＧ出力３３として得ることができる。さら
に、固体レーザ結晶４とＳＨＧ結晶６の間に複屈折フィ
ルタ５を配置することにより、位相整合する波長が任意
に選択できるため、ＬｉＳＡＦ結晶による750〜1000nm
の励起光の内、第２高調波として375〜500nmの範囲の青
色光レーザが得られ、その応用範囲を格段に広げること
が可能となる。
れたＳＨＧ結晶６は、その非線形光学特性によって第二
高調波を出射する。第二のレーザミラー７には基本波ビ
ーム３２の基本波を遮断する特性を有するが、第二高調
波を通過させる波長選択性を持たせているため、本図の
右側からＳＨＧ出力３３として得ることができる。さら
に、固体レーザ結晶４とＳＨＧ結晶６の間に複屈折フィ
ルタ５を配置することにより、位相整合する波長が任意
に選択できるため、ＬｉＳＡＦ結晶による750〜1000nm
の励起光の内、第２高調波として375〜500nmの範囲の青
色光レーザが得られ、その応用範囲を格段に広げること
が可能となる。
【０００９】以上述べた従来技術では、出力として得ら
れるＳＨＧ光に高周波成分のノイズが含まれることが欠
点である。装置の性能あるいは安定性に大きな影響を持
つため、その低減あるいは抑制には多大な関心が払われ
ているが、このノイズ発生は内部共振器型ＳＨＧレーザ
の共通の課題として以前から検討されている。しかし、
現在までのところ共振器内で発振する基本波ビームの縦
モードにおいて、マルチ発振することがノイズ発生の主
な原因とされていた。固体レーザによる内部共振型で
は、発振強度分布として複数の基本波縦モードが生じる
が、それらのモード間でその強度が相互に影響しながら
変動するため各基本波モードが強度競合を誘発し、その
結果ＳＨＧ出力に3MＨz以下の高周波ノイズを引き起こ
すものと考えられている。(T.Baer, Large-amplitude
fluctuations due to longitudal mode copling
in diode-pumped intracavity-doubled Nd:YAG l
asersJ.Opt.Soc.Am.B3,1175 1986)
れるＳＨＧ光に高周波成分のノイズが含まれることが欠
点である。装置の性能あるいは安定性に大きな影響を持
つため、その低減あるいは抑制には多大な関心が払われ
ているが、このノイズ発生は内部共振器型ＳＨＧレーザ
の共通の課題として以前から検討されている。しかし、
現在までのところ共振器内で発振する基本波ビームの縦
モードにおいて、マルチ発振することがノイズ発生の主
な原因とされていた。固体レーザによる内部共振型で
は、発振強度分布として複数の基本波縦モードが生じる
が、それらのモード間でその強度が相互に影響しながら
変動するため各基本波モードが強度競合を誘発し、その
結果ＳＨＧ出力に3MＨz以下の高周波ノイズを引き起こ
すものと考えられている。(T.Baer, Large-amplitude
fluctuations due to longitudal mode copling
in diode-pumped intracavity-doubled Nd:YAG l
asersJ.Opt.Soc.Am.B3,1175 1986)
【００１０】本発明はノイズの発生メカニズムの解明と
対策を行い、今まで考えられた方法から全く異なる発想
のもとに従来技術の課題の解決をみたものである。本発
明は、共振器内の各部品の関係を規制したところに特長
があり、その技術思想は光学の基本原理を応用したもの
ということができる。以下、本発明の解決手段と実施例
についてについて詳しく説明する。
対策を行い、今まで考えられた方法から全く異なる発想
のもとに従来技術の課題の解決をみたものである。本発
明は、共振器内の各部品の関係を規制したところに特長
があり、その技術思想は光学の基本原理を応用したもの
ということができる。以下、本発明の解決手段と実施例
についてについて詳しく説明する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記した従来技術の問題
点を解決するためには、共振器内の基本波発振縦モード
をシングルモード化とすることが一般に知られている
が、本発明者らは必ずしもシングルモードとしなくても
ＳＨＧ光のノイズを低減できることを見出した。ＳＨＧ
光を発生するＳＨＧ結晶内においても端面で反射現象が
生じるため、ＳＨＧ波を基本波とした共振器を形成する
ことになる。従って、両者のＳＨＧ結晶の端面における
共振器縦モードの節が同時に起こる条件に設定すること
にすれば、和周波が発生することによって、モード競合
が低減され出力不安定性が取り除かれることである。和
周波はＳＨＧ結晶の非線形特性に起因するもので、基本
波に隣接する周波数と基本波分との和の周波数成分がＳ
ＨＧ光として得られるものである。この物理現象を言い
換えると、ＳＨＧ結晶の長さに対応する縦モード間隔(F
SR:Free Spectral Range)と共振器の縦モード間隔（F
SR）の位相を一致させることと等価である。本発明は、
この和周波の現象を誘起させ、ＳＨＧ出力光を安定化さ
せて低ノイズ化を図るものである。
点を解決するためには、共振器内の基本波発振縦モード
をシングルモード化とすることが一般に知られている
が、本発明者らは必ずしもシングルモードとしなくても
ＳＨＧ光のノイズを低減できることを見出した。ＳＨＧ
光を発生するＳＨＧ結晶内においても端面で反射現象が
生じるため、ＳＨＧ波を基本波とした共振器を形成する
ことになる。従って、両者のＳＨＧ結晶の端面における
共振器縦モードの節が同時に起こる条件に設定すること
にすれば、和周波が発生することによって、モード競合
が低減され出力不安定性が取り除かれることである。和
周波はＳＨＧ結晶の非線形特性に起因するもので、基本
波に隣接する周波数と基本波分との和の周波数成分がＳ
ＨＧ光として得られるものである。この物理現象を言い
換えると、ＳＨＧ結晶の長さに対応する縦モード間隔(F
SR:Free Spectral Range)と共振器の縦モード間隔（F
SR）の位相を一致させることと等価である。本発明は、
この和周波の現象を誘起させ、ＳＨＧ出力光を安定化さ
せて低ノイズ化を図るものである。
【００１２】次に、本発明の原理について詳しく説明す
ることにする。図１３に示すように、第一のレーザミラ
ー３と固体レーザ結晶４の間隔をＬ1、固体レーザ結晶
４とＳＨＧ結晶６の間隔をＬ2、ＳＨＧ結晶６と第二の
レーザミラー７の間隔をＬ3とすると、共振器の全長Ｌc
avityは下式であらわされる。 Ｌcavity＝Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＋ｎLaser×ＬLaser＋ｎSHG×ＬSHG （１） ここで、ｎLaserおよびＬLaserは固体レーザ結晶の屈折
率とその長さを、またｎSHGおよびＬSHGはＳＨＧ結晶の
屈折率とその長さである。ここで、このレーザ共振器の
縦モード間隔ＦＳＲcavityは ＦＳＲcavity＝Ｎ×λ2／（２Ｌcavity） （２） となり、一方ＳＨＧ結晶のＦＳＲSHGは下式のように表
せる。 ＦＳＲSHG＝Ｍ×λ2／（２ｎSHG×ＬSHG） （３） ただし、ＭおよびＮは正の整数であり、モードの次数を
示す。ＳＨＧ出力のノイズを低減するには式（２）と
（３）の左辺が等しい場合である。即ち、ＦＳＲcavity
＝ＦＳＲSHGが成り立つことである。この条件を考慮し
てＳＨＧ結晶の長さＬSHGは次のようになる。 ＬSHG＝Ｍ（Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＋ｎLaser×ＬLaser）/(Ｎ−Ｍ)×ｎSHG （４）
ることにする。図１３に示すように、第一のレーザミラ
ー３と固体レーザ結晶４の間隔をＬ1、固体レーザ結晶
４とＳＨＧ結晶６の間隔をＬ2、ＳＨＧ結晶６と第二の
レーザミラー７の間隔をＬ3とすると、共振器の全長Ｌc
avityは下式であらわされる。 Ｌcavity＝Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＋ｎLaser×ＬLaser＋ｎSHG×ＬSHG （１） ここで、ｎLaserおよびＬLaserは固体レーザ結晶の屈折
率とその長さを、またｎSHGおよびＬSHGはＳＨＧ結晶の
屈折率とその長さである。ここで、このレーザ共振器の
縦モード間隔ＦＳＲcavityは ＦＳＲcavity＝Ｎ×λ2／（２Ｌcavity） （２） となり、一方ＳＨＧ結晶のＦＳＲSHGは下式のように表
せる。 ＦＳＲSHG＝Ｍ×λ2／（２ｎSHG×ＬSHG） （３） ただし、ＭおよびＮは正の整数であり、モードの次数を
示す。ＳＨＧ出力のノイズを低減するには式（２）と
（３）の左辺が等しい場合である。即ち、ＦＳＲcavity
＝ＦＳＲSHGが成り立つことである。この条件を考慮し
てＳＨＧ結晶の長さＬSHGは次のようになる。 ＬSHG＝Ｍ（Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＋ｎLaser×ＬLaser）/(Ｎ−Ｍ)×ｎSHG （４）
【００１３】式（４）の関係を実際に使用する範囲で示
すと図１のようになる。図１は固体レーザ結晶としてＬ
Laser＝5mmのNd:YAGを用いた場合のKTP結晶長さと共振
器長の関係であり、Ｍ＝１の場合、便宜上Ｎ＝５までを
示す。例えば、Ｎ＝２の時、KTP結晶長さ10mmに選べ
ば、共振器長を34.5mmとすることができ、この場合にＳ
ＨＧ出力を低ノイズ化できるものである。次に、複屈折
フィルタが共振器内に存在する図１４に示す場合を検討
する。各部品の長さを図中に示すようにし、図１３の場
合と同一の仮定をすると、 Ｌcavity＝Ｌ4＋Ｌ5＋Ｌ6＋ｎLaser×ＬLaser＋ｎBF×ＬBF＋ｎSHG×ＬSHG(５) ＬSHG＝Ｍ（Ｌ4＋Ｌ5＋Ｌ6＋ｎLaser×ＬLaser＋ｎBF×ＬBF） ／（Ｎ−Ｍ）×ｎSHG （６） の関係が得られる。上式のｎBFは複屈折フィルタの屈折
率である。図２はＬLaser＝5mmのCr:LiSAFを使用した例
であり、LBO結晶長さと共振器長との関係を示す。Ｎ＝
３の時、LBO結晶長さ5mmに対して、共振器長を24.2mmと
することができる。
すと図１のようになる。図１は固体レーザ結晶としてＬ
Laser＝5mmのNd:YAGを用いた場合のKTP結晶長さと共振
器長の関係であり、Ｍ＝１の場合、便宜上Ｎ＝５までを
示す。例えば、Ｎ＝２の時、KTP結晶長さ10mmに選べ
ば、共振器長を34.5mmとすることができ、この場合にＳ
ＨＧ出力を低ノイズ化できるものである。次に、複屈折
フィルタが共振器内に存在する図１４に示す場合を検討
する。各部品の長さを図中に示すようにし、図１３の場
合と同一の仮定をすると、 Ｌcavity＝Ｌ4＋Ｌ5＋Ｌ6＋ｎLaser×ＬLaser＋ｎBF×ＬBF＋ｎSHG×ＬSHG(５) ＬSHG＝Ｍ（Ｌ4＋Ｌ5＋Ｌ6＋ｎLaser×ＬLaser＋ｎBF×ＬBF） ／（Ｎ−Ｍ）×ｎSHG （６） の関係が得られる。上式のｎBFは複屈折フィルタの屈折
率である。図２はＬLaser＝5mmのCr:LiSAFを使用した例
であり、LBO結晶長さと共振器長との関係を示す。Ｎ＝
３の時、LBO結晶長さ5mmに対して、共振器長を24.2mmと
することができる。
【００１４】前述した原理からわかるように本発明は、
第１の発振波を発生させる固体レーザ結晶と前記第１の
発振波を基本波として第２の発振波である第二高調波に
波長変換するための非線形光学結晶を有する共振器から
なる第二高調波発生装置において、前記非線形光学結晶
の端面が前記第１の発振波の共振器を形成し、前記非線
形光学結晶の長さに依存する縦モード間隔が前記第１の
発振波の共振器長に依存する縦モード間隔の整数倍の大
きさであることを特徴とする低ノイズ化第二高調波発生
装置である。
第１の発振波を発生させる固体レーザ結晶と前記第１の
発振波を基本波として第２の発振波である第二高調波に
波長変換するための非線形光学結晶を有する共振器から
なる第二高調波発生装置において、前記非線形光学結晶
の端面が前記第１の発振波の共振器を形成し、前記非線
形光学結晶の長さに依存する縦モード間隔が前記第１の
発振波の共振器長に依存する縦モード間隔の整数倍の大
きさであることを特徴とする低ノイズ化第二高調波発生
装置である。
【００１５】また、本発明は共振器の反射率の大きさに
依存するため、前記非線形光学結晶（ＳＨＧ結晶）にお
ける端面の反射率が第１の発振波に対して99%以上であ
り、もう一方の端面の反射率が5%以下であることを特徴
とするものである。さらに付け加えるならば、これらの
手段を採用することによってＳＨＧ方式の特長である小
型で低消費電力、かつ低ノイズの第二高調波発生装置を
実現できる。
依存するため、前記非線形光学結晶（ＳＨＧ結晶）にお
ける端面の反射率が第１の発振波に対して99%以上であ
り、もう一方の端面の反射率が5%以下であることを特徴
とするものである。さらに付け加えるならば、これらの
手段を採用することによってＳＨＧ方式の特長である小
型で低消費電力、かつ低ノイズの第二高調波発生装置を
実現できる。
【００１６】
（実施例１） 本発明の一実施例を以下詳細に説明す
る。図１４において、半導体レーザ１１から出射された
励起ビーム３１は集光光学系１２により集光され、固体
レーザ結晶４を励起する。半導体レーザ１１はＳＤＬ
（Spectra DiodeLab.）社製AlGaInP系半導体レーザを
用い、出力５００ｍＷ、発振波長６７０ｎｍである。ま
た、集光光学系１２は２枚のシリンドリカルレンズと単
レンズ（ｆ＝３０ｍｍ）を用いた。励起される固体レー
ザ結晶４は基本波である第１発振波を発生し、曲率ミラ
ーである入射側の第一のレーザミラー３とＳＨＧ結晶６
の出射端面に形成された第１の発振波を反射する第二の
レーザミラー７からなるレーザ共振器を形成し、第１の
発振波である基本波を発振する。
る。図１４において、半導体レーザ１１から出射された
励起ビーム３１は集光光学系１２により集光され、固体
レーザ結晶４を励起する。半導体レーザ１１はＳＤＬ
（Spectra DiodeLab.）社製AlGaInP系半導体レーザを
用い、出力５００ｍＷ、発振波長６７０ｎｍである。ま
た、集光光学系１２は２枚のシリンドリカルレンズと単
レンズ（ｆ＝３０ｍｍ）を用いた。励起される固体レー
ザ結晶４は基本波である第１発振波を発生し、曲率ミラ
ーである入射側の第一のレーザミラー３とＳＨＧ結晶６
の出射端面に形成された第１の発振波を反射する第二の
レーザミラー７からなるレーザ共振器を形成し、第１の
発振波である基本波を発振する。
【００１７】レーザ共振器中にはレーザ結晶４と波長制
御素子５とＳＨＧ結晶６が配置されている。第一のレー
ザミラー３は半導体レーザからの励起光波長に対しては
８５％以上を透過し、基本波波長に対しては反射率９９
％以上の全反射（以下単にＨＲという；High-Reflectio
n）コーティングを施してある。このとき共振器構造は
凹平式共振器であり、第一のレーザミラー３の曲率半径
は２０ｍｍ、共振器長は１８ｍｍとした。固体レーザ結
晶４にはＣｒ添加量１．５ｍｏｌ％のＬｉＳＡＦ結晶
(３×３×５ｍｍ)を用い、結晶端面には励起光波長と基
本波波長に対して反射率５％以下の無反射（以下単にＡ
Ｒという；Anti-Reflection）コーティングを施してあ
る。ＳＨＧ結晶６は３×３×５ｍｍのＬＢＯ結晶（LiB3
O5）である。
御素子５とＳＨＧ結晶６が配置されている。第一のレー
ザミラー３は半導体レーザからの励起光波長に対しては
８５％以上を透過し、基本波波長に対しては反射率９９
％以上の全反射（以下単にＨＲという；High-Reflectio
n）コーティングを施してある。このとき共振器構造は
凹平式共振器であり、第一のレーザミラー３の曲率半径
は２０ｍｍ、共振器長は１８ｍｍとした。固体レーザ結
晶４にはＣｒ添加量１．５ｍｏｌ％のＬｉＳＡＦ結晶
(３×３×５ｍｍ)を用い、結晶端面には励起光波長と基
本波波長に対して反射率５％以下の無反射（以下単にＡ
Ｒという；Anti-Reflection）コーティングを施してあ
る。ＳＨＧ結晶６は３×３×５ｍｍのＬＢＯ結晶（LiB3
O5）である。
【００１８】ＬＢＯ結晶の出射側つまり後方端面には基
本波波長に対して反射率９９％以上のＨＲコーティング
とＳＨＧ波長に対して反射率１％以下のＡＲコーティン
グを施し、第二のレーザミラー７とした。また、ＬＢＯ
結晶の入射側つまり前方端面には基本波波長に対して反
射率０．２％以下のＡＲコーティングを施した。波長制
御素子５には厚さ１ｍｍの１枚の水晶板からなる複屈折
フィルタを用い、光軸に対してブリュースター角に配置
して光軸の回りを回転させることで波長制御し、ＳＨＧ
結晶６であるＬＢＯ結晶の変換効率が最大となる基本波
の波長に調整することによってＳＨＧ出力２０ｍＷが得
られる。
本波波長に対して反射率９９％以上のＨＲコーティング
とＳＨＧ波長に対して反射率１％以下のＡＲコーティン
グを施し、第二のレーザミラー７とした。また、ＬＢＯ
結晶の入射側つまり前方端面には基本波波長に対して反
射率０．２％以下のＡＲコーティングを施した。波長制
御素子５には厚さ１ｍｍの１枚の水晶板からなる複屈折
フィルタを用い、光軸に対してブリュースター角に配置
して光軸の回りを回転させることで波長制御し、ＳＨＧ
結晶６であるＬＢＯ結晶の変換効率が最大となる基本波
の波長に調整することによってＳＨＧ出力２０ｍＷが得
られる。
【００１９】図１５は波長制御素子によりＳＨＧ出力が
２０ｍＷと最大となるような波長に合わせた場合の(a)
基本波と(b)ＳＨＧの発振波長特性をマイケルソン干渉
計型の高分解能光スペクトラムアナライザ（アドバンテ
スト製：Ｑ８３４７）で測定したスペクトラムである。
基本波(a)は約０．０２ｎｍの間隔で10本の縦モードが
発振しており、ＳＨＧ(b)は基本波の半分に対応したＳ
ＨＧの波長で発振していることがわかる。このときのＳ
ＨＧ出力光３３を高速のＳｉフォトダイオードで受光
し、その出力をＲＦスペクトラムアナライザにて測定し
た。このときの高周波ノイズ特性を図１６に示す。図１
６において（イ）は光を受光しない場合のいわゆるバッ
クグランドノイズを示すものであり、一方（ロ）はＳＨ
Ｇ光を受光した場合の周波数特性である。図からわかる
ように２ＭＨｚ以下の周波数領域でノイズ（斜線部分）
が発生していることがわかる。
２０ｍＷと最大となるような波長に合わせた場合の(a)
基本波と(b)ＳＨＧの発振波長特性をマイケルソン干渉
計型の高分解能光スペクトラムアナライザ（アドバンテ
スト製：Ｑ８３４７）で測定したスペクトラムである。
基本波(a)は約０．０２ｎｍの間隔で10本の縦モードが
発振しており、ＳＨＧ(b)は基本波の半分に対応したＳ
ＨＧの波長で発振していることがわかる。このときのＳ
ＨＧ出力光３３を高速のＳｉフォトダイオードで受光
し、その出力をＲＦスペクトラムアナライザにて測定し
た。このときの高周波ノイズ特性を図１６に示す。図１
６において（イ）は光を受光しない場合のいわゆるバッ
クグランドノイズを示すものであり、一方（ロ）はＳＨ
Ｇ光を受光した場合の周波数特性である。図からわかる
ように２ＭＨｚ以下の周波数領域でノイズ（斜線部分）
が発生していることがわかる。
【００２０】図１４の構成において、ＳＨＧ結晶６の位
置を僅かながら動かした場合の(a)基本波と(b)ＳＨＧの
発振波長特性を図３に示す。基本波は約０．０４ｎｍの
間隔で４本の縦モードで発振しており、ＳＨＧは基本波
の半分に対応したＳＨＧの波長とその和周波が発振して
いることがわかる。この時のノイズ特性を図４に示す。
図４において（イ）は光を受光しない場合のゼロレベル
であり、（ロ）はＳＨＧ光を受光した場合の周波数特性
であり、図４と図１６を比較すると２ＭＨｚ以下にあっ
たノイズが大幅に低減されていることがわかる。つま
り、共振器長をわずかにずらすことで高周波のノイズが
低減されていることがわかる。このことはＳＨＧ結晶の
端面が共振器縦モードの節となり、和周波が発生してモ
ード競合の度合い低くなりノイズが低減できる事を示し
ている。
置を僅かながら動かした場合の(a)基本波と(b)ＳＨＧの
発振波長特性を図３に示す。基本波は約０．０４ｎｍの
間隔で４本の縦モードで発振しており、ＳＨＧは基本波
の半分に対応したＳＨＧの波長とその和周波が発振して
いることがわかる。この時のノイズ特性を図４に示す。
図４において（イ）は光を受光しない場合のゼロレベル
であり、（ロ）はＳＨＧ光を受光した場合の周波数特性
であり、図４と図１６を比較すると２ＭＨｚ以下にあっ
たノイズが大幅に低減されていることがわかる。つま
り、共振器長をわずかにずらすことで高周波のノイズが
低減されていることがわかる。このことはＳＨＧ結晶の
端面が共振器縦モードの節となり、和周波が発生してモ
ード競合の度合い低くなりノイズが低減できる事を示し
ている。
【００２１】図５に長さ5mmのＬＢＯ結晶における透過
波長特性(イ)、共振器長に対する透過波長特性(ロ)と(イ)
×(ロ)のトータルの透過波長特性を計算した結果を示
す。ここでＬＢＯ結晶および共振器の全反射率は0.2%で
計算した。図より、共振器長を変化させた場合にＬＢＯ
の位相と共振器の位相が一致した場合(1)に約0.04nmの
間隔で発振し、位相が半波長ずれた場合(2)には約0.02n
mの間隔で発振することがわかる。つまり、(1)が低ノイ
ズ状態の基本波の発振波長特性、(3)がノイズ状態の発
振特性と一致していることがわかる。
波長特性(イ)、共振器長に対する透過波長特性(ロ)と(イ)
×(ロ)のトータルの透過波長特性を計算した結果を示
す。ここでＬＢＯ結晶および共振器の全反射率は0.2%で
計算した。図より、共振器長を変化させた場合にＬＢＯ
の位相と共振器の位相が一致した場合(1)に約0.04nmの
間隔で発振し、位相が半波長ずれた場合(2)には約0.02n
mの間隔で発振することがわかる。つまり、(1)が低ノイ
ズ状態の基本波の発振波長特性、(3)がノイズ状態の発
振特性と一致していることがわかる。
【００２２】非線形光学結晶であるＬＢＯ結晶を基本波
λ＝８６０ｎｍで位相整合によってＳＨＧに変換される
ように切り出した結晶の長さｄに対するFSR=λ2／２ｎ
ｄを計算した。ｎは屈折率である。その結果を図６に示
す。図６より、5mmの長さではFSR=0.04594971nmであ
る。図７に共振器長Ｌに対するFSRを計算した。基本と
なるFSRに対して整数倍の計算結果も同時に示す。ＬＢ
Ｏの長さが5mmにおけるFSR=0.04594971nmとの交点が共
振器長のFSRの整数倍において複数存在することがわか
る。この交点の共振器長において、ＬＢＯ結晶の端面で
の共振器縦モードのモードが節となることを示してい
る。つまり、この状態の時に和周波が発生してトータル
の出力が安定となる。図１４において共振器内の結晶等
の屈折率を考えた場合、実行共振器長は約24.2mmであ
り、共振器の基本FSRの整数倍である３倍の点と一致し
ていることがわかる。この点に正確に共振器長を合わせ
ることで、低ノイズ化された第二高調波発生光源とな
る。
λ＝８６０ｎｍで位相整合によってＳＨＧに変換される
ように切り出した結晶の長さｄに対するFSR=λ2／２ｎ
ｄを計算した。ｎは屈折率である。その結果を図６に示
す。図６より、5mmの長さではFSR=0.04594971nmであ
る。図７に共振器長Ｌに対するFSRを計算した。基本と
なるFSRに対して整数倍の計算結果も同時に示す。ＬＢ
Ｏの長さが5mmにおけるFSR=0.04594971nmとの交点が共
振器長のFSRの整数倍において複数存在することがわか
る。この交点の共振器長において、ＬＢＯ結晶の端面で
の共振器縦モードのモードが節となることを示してい
る。つまり、この状態の時に和周波が発生してトータル
の出力が安定となる。図１４において共振器内の結晶等
の屈折率を考えた場合、実行共振器長は約24.2mmであ
り、共振器の基本FSRの整数倍である３倍の点と一致し
ていることがわかる。この点に正確に共振器長を合わせ
ることで、低ノイズ化された第二高調波発生光源とな
る。
【００２３】図８に長さ5mmのＬＢＯ結晶における透過
波長特性(イ)、共振器長に対する透過波長特性(ロ)と(イ)
×(ロ)のトータルの透過波長特性をＬＢＯ結晶の反射率
を0.2%から4%とした場合の計算結果を示す。共振器の長
さは24.24378mmで全反射率は１%で計算した。図８よ
り、ＬＢＯの反射率を大きくすることで隣あった共振器
縦モードを抑制できることがわかる。ＬＢＯの反射率を
大きくすると共振器損失が大きくなるためにレーザ発振
に至らないことが容易に類推されるため、反射率として
は５％以下が最適と考えられる。
波長特性(イ)、共振器長に対する透過波長特性(ロ)と(イ)
×(ロ)のトータルの透過波長特性をＬＢＯ結晶の反射率
を0.2%から4%とした場合の計算結果を示す。共振器の長
さは24.24378mmで全反射率は１%で計算した。図８よ
り、ＬＢＯの反射率を大きくすることで隣あった共振器
縦モードを抑制できることがわかる。ＬＢＯの反射率を
大きくすると共振器損失が大きくなるためにレーザ発振
に至らないことが容易に類推されるため、反射率として
は５％以下が最適と考えられる。
【００２４】固体レーザ結晶にＬｉＳＡＦ（Cr:LiSrAlF
6；クロム添加のフッ化 リチュウムストロンチュウム
アルミニュウム）結晶を用いた場合には、第１の発振波
を波長８００〜９００ｎｍの領域で発生することがで
き、青色領域（波長４００〜４５０ｎｍ）の第２の発振
波を発生できる。また前記の固体レーザ結晶にＬｉＳＧ
ＡＦ（Cr:LiSrGaF6；クロム添加のフッ化リチュウムス
トロンチュウムガリウム）結晶を用いた場合には、第１
の発振波を８００〜１０００ｎｍの領域で発生すること
ができ、波長４００〜５００ｎｍの第２の発振波を発生
できる。
6；クロム添加のフッ化 リチュウムストロンチュウム
アルミニュウム）結晶を用いた場合には、第１の発振波
を波長８００〜９００ｎｍの領域で発生することがで
き、青色領域（波長４００〜４５０ｎｍ）の第２の発振
波を発生できる。また前記の固体レーザ結晶にＬｉＳＧ
ＡＦ（Cr:LiSrGaF6；クロム添加のフッ化リチュウムス
トロンチュウムガリウム）結晶を用いた場合には、第１
の発振波を８００〜１０００ｎｍの領域で発生すること
ができ、波長４００〜５００ｎｍの第２の発振波を発生
できる。
【００２５】非線形結晶としてＬＢＯ結晶以外にＢＢＯ
（β−BaB2O4）、ＣＬＢＯ（CsLiB6O10）、ＣＢＯ（CsB
3O5）、ＫＮ（KNbO3）を用いても同様に低ノイズ化を実
現できる。また、グリーン領域のＳＨＧを得るためには
Nd、Yb等の希土類を添加した固体レーザ結晶と上述の非
線形結晶に加えてＫＴＰ（KTiOPO4）を用いれば良い。
（β−BaB2O4）、ＣＬＢＯ（CsLiB6O10）、ＣＢＯ（CsB
3O5）、ＫＮ（KNbO3）を用いても同様に低ノイズ化を実
現できる。また、グリーン領域のＳＨＧを得るためには
Nd、Yb等の希土類を添加した固体レーザ結晶と上述の非
線形結晶に加えてＫＴＰ（KTiOPO4）を用いれば良い。
【００２６】さらに、第一のレーザミラー３、レーザ結
晶４と波長制御素子５を同一の構造部材８に設置し、Ｓ
ＨＧ結晶６は構造部材９に設置し、それらを温度制御素
子であるペルチェ素子上に固定して、共振器全体を温度
制御を行っている。ＳＨＧ出力が最大の状態で温度を僅
かにずらすことでも共振器長が変わるために低ノイズの
ＳＨＧ出力が得られる。
晶４と波長制御素子５を同一の構造部材８に設置し、Ｓ
ＨＧ結晶６は構造部材９に設置し、それらを温度制御素
子であるペルチェ素子上に固定して、共振器全体を温度
制御を行っている。ＳＨＧ出力が最大の状態で温度を僅
かにずらすことでも共振器長が変わるために低ノイズの
ＳＨＧ出力が得られる。
【００２７】（実施例２） 図９は本発明を用いたレー
ザプリンタ装置の応用例を説明するための図である。実
施例１で説明した第二高調波発生装置から出射されたＳ
ＨＧ出力３３は音響光学（以下ＡＯ：Ａｃｏｕｓｔ−０
ｐｔｉｃａｌ）変調器４０１、折り返しミラー４０２、
ビームエキスパンダ４０３、回転多面鏡４０４、ｆθレ
ンズ４０５を通過して感光ドラム４０６に集光される。
ＡＯ変調器４０１は画像情報に応じてＳＨＧ出力３３の
変調を行い、回転多面鏡４０４は水平（紙面内）方向に
走査する。この組み合わせで２次元情報は感光ドラム４
０６に部分的な電位差として記録される。感光ドラム４
０６は前記電位差に応じてトナーを付着して回転し、記
録用紙に情報を再生する。
ザプリンタ装置の応用例を説明するための図である。実
施例１で説明した第二高調波発生装置から出射されたＳ
ＨＧ出力３３は音響光学（以下ＡＯ：Ａｃｏｕｓｔ−０
ｐｔｉｃａｌ）変調器４０１、折り返しミラー４０２、
ビームエキスパンダ４０３、回転多面鏡４０４、ｆθレ
ンズ４０５を通過して感光ドラム４０６に集光される。
ＡＯ変調器４０１は画像情報に応じてＳＨＧ出力３３の
変調を行い、回転多面鏡４０４は水平（紙面内）方向に
走査する。この組み合わせで２次元情報は感光ドラム４
０６に部分的な電位差として記録される。感光ドラム４
０６は前記電位差に応じてトナーを付着して回転し、記
録用紙に情報を再生する。
【００２８】（実施例３） 図１０は本発明を用いた微
粒子検査装置に用いた応用例として、Ｓｉウエハー上の
微粒子を検出する装置を説明するための図である。実施
例１で説明した第二高調波発生装置から出射されたＳＨ
Ｇ出力３３は光学ヘッド５００に入射され折り返しミラ
ー５０２、集光レンズ５０３で回折限界までに集光され
Ｓｉウエハー５０１に照射される。波長オーダー０．４
μｍまでに集光された光から散乱される光５０５を光検
出器５０４でそれぞれの位置で受光し強度を記録し、光
学ヘッド５００が回転するウエハー５０１の中心部分か
ら端部へ移動することでウエハー面上の微粒子の分布を
測定する。ＳＨＧ波長の１／１０以下程度までの微粒子
を検出することができる。
粒子検査装置に用いた応用例として、Ｓｉウエハー上の
微粒子を検出する装置を説明するための図である。実施
例１で説明した第二高調波発生装置から出射されたＳＨ
Ｇ出力３３は光学ヘッド５００に入射され折り返しミラ
ー５０２、集光レンズ５０３で回折限界までに集光され
Ｓｉウエハー５０１に照射される。波長オーダー０．４
μｍまでに集光された光から散乱される光５０５を光検
出器５０４でそれぞれの位置で受光し強度を記録し、光
学ヘッド５００が回転するウエハー５０１の中心部分か
ら端部へ移動することでウエハー面上の微粒子の分布を
測定する。ＳＨＧ波長の１／１０以下程度までの微粒子
を検出することができる。
【００２９】（実施例４） 図１１は本発明の一実施例
を光造形装置に用いた応用例を説明するための図であ
る。光源には実施例１で説明した第二高調波発生装置を
用いた。青色硬化樹脂６０１を容器に満たし、実施例１
で説明した第二高調波発生装置から出射されたＳＨＧ出
力３３はミラー６０２により液面上にレーザ光６０３と
して２次元的に走査する。このとき青色硬化樹脂６０１
は光が吸収された液面部のみ硬化する。一断層の形成が
終了するとエレベータ６０４は降下し、次の断層の造形
を連続的に行う。この作業により、所望の形状の立体モ
デル６０５が作製できた。
を光造形装置に用いた応用例を説明するための図であ
る。光源には実施例１で説明した第二高調波発生装置を
用いた。青色硬化樹脂６０１を容器に満たし、実施例１
で説明した第二高調波発生装置から出射されたＳＨＧ出
力３３はミラー６０２により液面上にレーザ光６０３と
して２次元的に走査する。このとき青色硬化樹脂６０１
は光が吸収された液面部のみ硬化する。一断層の形成が
終了するとエレベータ６０４は降下し、次の断層の造形
を連続的に行う。この作業により、所望の形状の立体モ
デル６０５が作製できた。
【００３０】（実施例５） 図１２は本発明の一実施例
を光記録装置に用いた応用例を説明するための図であ
る。光ディスク装置は光磁気記録方式を採用した。実施
例１で説明した第二高調波発生装置より出射されたＳＨ
Ｇレーザ光３３はビームエキスパンダ７０１で拡大され
た後、平行光となる。ビームスプリッタ７０２で一部は
ねられた光は前方モニター用の光検出器７０８に取り込
まれＳＨＧレーザ光３３をモニターして出力を制御す
る。ビームスプリッタ７０２を透過したビームは集光光
学系７０４で媒体７０５に集光され、反射した光はピー
ムスプリッタ７０２で一部反射された後ビームスプリッ
タ７０６で２つのビームに分離され２つの光検出器７０
７に取り込まれ、各々オートフォーカスと信号検出を行
う。媒体７０５は一定の磁界が引加されており、ＳＨＧ
レーザ光３３を変調させ媒体７０５のキュリー温度まで
焦点の温度を上げて磁化を反転することにより記録す
る。レーザ光がＯＮ時には媒体の磁化が反転することで
記録される。なお、記録周波数は１０ＭＨｚとした。ま
た、再生信号時にも同様のＳＨＧレーザ光を用いて良好
な再生信号を得た。
を光記録装置に用いた応用例を説明するための図であ
る。光ディスク装置は光磁気記録方式を採用した。実施
例１で説明した第二高調波発生装置より出射されたＳＨ
Ｇレーザ光３３はビームエキスパンダ７０１で拡大され
た後、平行光となる。ビームスプリッタ７０２で一部は
ねられた光は前方モニター用の光検出器７０８に取り込
まれＳＨＧレーザ光３３をモニターして出力を制御す
る。ビームスプリッタ７０２を透過したビームは集光光
学系７０４で媒体７０５に集光され、反射した光はピー
ムスプリッタ７０２で一部反射された後ビームスプリッ
タ７０６で２つのビームに分離され２つの光検出器７０
７に取り込まれ、各々オートフォーカスと信号検出を行
う。媒体７０５は一定の磁界が引加されており、ＳＨＧ
レーザ光３３を変調させ媒体７０５のキュリー温度まで
焦点の温度を上げて磁化を反転することにより記録す
る。レーザ光がＯＮ時には媒体の磁化が反転することで
記録される。なお、記録周波数は１０ＭＨｚとした。ま
た、再生信号時にも同様のＳＨＧレーザ光を用いて良好
な再生信号を得た。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明を実施するこ
とによって、第１の発振波を発生させる固体レーザ結晶
からの第１の発振波を基本波とした第二高調波発生装置
の出力の低ノイズ化を図ることができる。共振器の構成
は従来と同一であるが、共振器内の各部品の関係を明確
にしたものであるため、容易に実施可能である。また、
出力に含まれる３ＭＨｚ以下のノイズを大幅に低減した
光源が得られるため、従来性能の改善あるいは小型化に
障害であった印刷印字装置、検出装置あるいは光記録装
置等にも適用でき、その効果は大である。
とによって、第１の発振波を発生させる固体レーザ結晶
からの第１の発振波を基本波とした第二高調波発生装置
の出力の低ノイズ化を図ることができる。共振器の構成
は従来と同一であるが、共振器内の各部品の関係を明確
にしたものであるため、容易に実施可能である。また、
出力に含まれる３ＭＨｚ以下のノイズを大幅に低減した
光源が得られるため、従来性能の改善あるいは小型化に
障害であった印刷印字装置、検出装置あるいは光記録装
置等にも適用でき、その効果は大である。
【図１】本発明によるKTP結晶と共振器長の関係であ
る。
る。
【図２】本発明によるLBO結晶と共振器長の関係であ
る。
る。
【図３】本発明による基本波とＳＨＧの発振波長の関係
である。
である。
【図４】本発明によるＳＨＧ出力の高周波ノイズ特性で
ある。
ある。
【図５】発振波長特性である。
【図６】ＬＢＯ結晶のＦＲＳ特性である。
【図７】共振器長とＦＲＳの関係である。
【図８】ＬＢＯの反射率と透過波長特性である。
【図９】本発明によるレーザプリンタ装置である。
【図１０】本発明による微粒子検査装置である。
【図１１】本発明による光造形装置である。
【図１２】本発明による光記録装置である。
【図１３】従来の内部共振器型ＳＨＧレーザ装置であ
る。
る。
【図１４】従来の他の実施例である。
【図１５】従来の基本波とＳＨＧの発振波長の関係であ
る。
る。
【図１６】ＳＨＧ出力の高周波ノイズ特性である。
３ 第一のレーザミラー、４ 固体レーザ結晶、５ 波
長制御素子、６ 非線形結晶（ＳＨＧ結晶）、７ 第二
のレーザミラー、１１ 半導体レーザ、１２ 集光光学
系、３１ 励起ビーム、３２ 基本波ビーム、 ３３
ＳＨＧ出力、４０１ ＡＯ変調器、４０２、５０２ 折
り返しミラー、４０３、７０１ ビームエキスパンダ、
４０４ 回転多面鏡、４０５ ｆθレンズ、 ４０６
感光ドラム、５００ 光学ヘッド、５０１ ウエハー、
５０３ 集光レンズ、５０４、７０７、７０８ 光検出
器、５０５ 散乱光、６０１ 青色硬化樹脂、６０２、
７０３ ミラー、６０３ レーザ光、６０４ 立体モデ
ル、７０２、７０６ ビームスプリッタ、７０４ 集光
光学系、 ７０５ 光ディスク媒体
長制御素子、６ 非線形結晶（ＳＨＧ結晶）、７ 第二
のレーザミラー、１１ 半導体レーザ、１２ 集光光学
系、３１ 励起ビーム、３２ 基本波ビーム、 ３３
ＳＨＧ出力、４０１ ＡＯ変調器、４０２、５０２ 折
り返しミラー、４０３、７０１ ビームエキスパンダ、
４０４ 回転多面鏡、４０５ ｆθレンズ、 ４０６
感光ドラム、５００ 光学ヘッド、５０１ ウエハー、
５０３ 集光レンズ、５０４、７０７、７０８ 光検出
器、５０５ 散乱光、６０１ 青色硬化樹脂、６０２、
７０３ ミラー、６０３ レーザ光、６０４ 立体モデ
ル、７０２、７０６ ビームスプリッタ、７０４ 集光
光学系、 ７０５ 光ディスク媒体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 大成 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地日立金属株式 会社磁性材料研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 第一および第二のレーザミラーの間に固
体レーザ結晶および非線形光学結晶を配し、必要に応じ
て波長制御素子を備えて共振器を構成し、共振器外部か
ら導入される励起光によって前記固体レーザ結晶からの
発振レーザ光を基本波として２倍周波のレーザ光が得れ
る第二高調波発生装置において、前記固体レーザ結晶か
らの発振波の前記共振器長に依存する縦モード間隔は、
少なくとも前記非線形結晶もしくは波長制御素子の長さ
に依存する縦モード間隔と整数倍の関係を有することを
特徴とする低ノイズ化第二高調波発生装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記共振器の縦モー
ド間隔の位相は少なくとも前記非線形結晶もしくは波長
制御素子の長さに対応する縦モード間隔の位相と一致す
ることを特徴とする低ノイズ化第二高調波発生装置。 - 【請求項３】 第一のレーザミラーと固体レーザ結晶の
間隔をＬ1、固体レーザ結晶と非線形結晶の間隔をＬ2、
非線形結晶と第二のレーザミラーの間隔をＬ3とした内
部共振型第二高調波発生装置において、前記非線形結晶
は ＬSHG＝Ｍ（Ｌ1＋Ｌ2＋Ｌ3＋ｎLaSER×ＬLaSER）/(Ｎ−
Ｍ)×ｎSHG （ただし、固体レーザ結晶と非線形結晶の長さと屈折率
をそれぞれＬLaSER、ｎLaSER、ＬSHG、ｎSHGとする。ま
た、Ｍ、Ｎは正の整数である。）で示される関係を有す
ることを特徴とする低ノイズ化第二高調波発生装置。 - 【請求項４】 第一のレーザミラーと固体レーザ結晶の
間隔をＬ4、固体レーザ結晶と波長制御素子の間隔をＬ
5、波長制御素子と非線形結晶の間隔をＬ6とし、前記第
二のレーザミラーを非線形結晶に形成した内部共振型第
二高調波発生装置において、前記非線形結晶は ＬSHG＝Ｍ(Ｌ4＋Ｌ5＋Ｌ6＋ｎLaSER×ＬLaSER+ｎBF×Ｌ
BF）/(Ｎ−Ｍ)×ｎSHG （ただし、波長制御素子の長さと屈折率をそれぞれ
ｎBF、ＬBFとする。）で示される関係を有することを特
徴とする低ノイズ化第二高調波発生装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
非線形光学結晶の出射側端面の反射率は前記固体レーザ
結晶からの発振波に対して99%以上であり、入射側端面
の第２高調波に対してはその反射率が5%以下であること
を特徴とする低ノイズ化第二高調波発生装置。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
第２高調波出力の波長域は375〜500nmであると共に、出
力に含まれる３ＭＨｚ以上のノイズを抑制したことを特
徴とする低ノイズ化第二高調波発生装置。 - 【請求項７】 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
共振器内にて発生する縦モードはシングルモード化され
ていることを特徴とする低ノイズ化第二高調波発生装
置。 - 【請求項８】 請求項３または４のいずれかにおいて、
前記共振器、固体レーザ結晶および非線形結晶の長さの
関係が Ｌcavity−（ｎLaSER×ＬLaSER+ｎSHG×ＬSHG+ｎBF×Ｌ
BF）＜10mm であることを特徴とする低ノイズ化第二高調波発生装
置。 - 【請求項９】 請求項１〜４、８のいずれかにおいて、
前記低ノイズ化第二高調波発生装置を高速、高精細の印
刷印字装置、微粒子検出装置、光造形装置または光記録
装置の光源に適用したことを特徴とするレーザ応用装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10072240A JPH1154827A (ja) | 1997-06-03 | 1998-03-20 | 低ノイズ化第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 |
| US09/271,245 US6233260B1 (en) | 1998-03-20 | 1999-03-17 | Reduced-noise second-harmonic generator and laser application device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14557997 | 1997-06-03 | ||
| JP9-145579 | 1997-06-03 | ||
| JP10072240A JPH1154827A (ja) | 1997-06-03 | 1998-03-20 | 低ノイズ化第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154827A true JPH1154827A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=26413379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10072240A Pending JPH1154827A (ja) | 1997-06-03 | 1998-03-20 | 低ノイズ化第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154827A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008311601A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Motohiko Inai | 固体青色レーザー装置 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP10072240A patent/JPH1154827A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008311601A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Motohiko Inai | 固体青色レーザー装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1093182A (ja) | 周波数変換型固体レーザ装置、周波数２倍型固体レーザ装置および周波数変換型結合型共振キャビティ | |
| JP4967626B2 (ja) | 波長変換素子とこれを用いたレーザ光源装置及び画像生成装置 | |
| JPH08334803A (ja) | 紫外レーザー光源 | |
| EP0759574B1 (en) | Second harmonic generator and laser application apparatus | |
| US5757827A (en) | Second harmonic generating apparatus and apparatus employing laser | |
| US5825793A (en) | Laser and laser applied units | |
| JPH10239724A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH1154827A (ja) | 低ノイズ化第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH1041573A (ja) | レーザー発振装置 | |
| JP2820800B2 (ja) | 第二高調波発生装置 | |
| US6233260B1 (en) | Reduced-noise second-harmonic generator and laser application device | |
| JP3182749B2 (ja) | 固体レーザ装置 | |
| JP2000338530A (ja) | レーザ光の波長変換装置とその変換方法 | |
| JPH10239723A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 | |
| KR100246274B1 (ko) | 레이저 공진기, 레이저 장치, 레이저 응용 장치 및 레이저 발진 방법 | |
| JPH09232665A (ja) | 出力安定化第二高調波光源 | |
| JPH07131101A (ja) | レーザ光発生装置 | |
| JP2000114634A (ja) | 低ノイズ化全固体第二高調波レーザ発生装置 | |
| JP3398980B2 (ja) | レーザ光発生装置 | |
| JPH05299751A (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JPH09275236A (ja) | レーザ装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH0895105A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザプリンタ装置 | |
| JPH09232664A (ja) | 第二高調波発生装置およびレーザ応用装置 | |
| JPH09116219A (ja) | レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置 | |
| JPH08334802A (ja) | レーザ装置およびレーザ応用装置 |