JPH1195272A - 多波長発振型光パラメトリック発振装置 - Google Patents

多波長発振型光パラメトリック発振装置

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JPH1195272A
JPH1195272A JP25500997A JP25500997A JPH1195272A JP H1195272 A JPH1195272 A JP H1195272A JP 25500997 A JP25500997 A JP 25500997A JP 25500997 A JP25500997 A JP 25500997A JP H1195272 A JPH1195272 A JP H1195272A
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JP
Japan
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light
optical
output
opo
oscillator
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JP25500997A
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Jun Sakuma
純 佐久間
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の光パラメトリック発振器で構成した多
波長発振型光パラメトリック装置において発生する複数
の光の光軸を平行にする装置に関する。 【解決手段】 光パララメトリック発振器を複数配置し
た多波長発振型光パラメトリック発振装置で、最終出力
光を出力する各光パラメトリック発振器11、15を構
成する光共振器の出力鏡10、14を同一の保持板25
に取付け、発生する複数の光の光軸の平光度を容易に安
定して調整できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は非線型光学効果によ
り波長変換したレーザ光を発生させる光パラメトリック
発振器(OPO)に関し、特に複数のOPOで構成した
多波長発振型の光パラメトリック装置において発生する
複数の光の光軸を平行にする装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、光パラメトリック発振器(OP
O)はパラメトリック利得を持つKTP等の非線型光学
素子をレーザ共振器と同様に2枚の反射鏡からなる光共
振器中に置き、適当なレーザ光によって励起せることに
よって構成されている。これらの光パラメトリック共振
器はシグナル光(信号波光)とアイドラ光(補助波光)
の両方、又は、いずれか一方に共振するように構成さ
れ、ポンピング入力がある閾値を超えるとシグナル光お
よびアイドラ光でパラメトリック発振が生じる。
【0003】これらについて図4にもとずいて説明する
と、励起用レーザ発振器1から発生したレーザ光は、集
光光学系2a、2bを通過して光パラメトリック発振器
(OPO)6を形成している入力鏡3を通過して非線型
光学素子4に入射する。非線型光学素子においては2次
の非線型光学効果により波長の異なる2つの光(シグナ
ル光、アイドラ光)が発生する。その一方又は両方の光
はは出力鏡5で反射して光軸上を戻り、入射鏡3との間
を往復して共振し増幅される。その一部は出力鏡5を透
過し外部にレーザ出力光として取出される。励起光、シ
グナル光、アイドラ光の各波長の間にはエネルギー保存
則が成立するため、以下の関係になる。
【0004】 1/λp =1/λs +1/λi ………(1) ここで、λp は励起光の波長、λs はシグナル光の波
長、λi はアイドラ光の波長である。
【0005】例えば、Nd:YAGレーザを励起光とし
て、非線型光学素子4にKTPを用いた構成では、λp
=1.06μmに対して、λs =1.6μm、λi =
3.2μmの光が得られる。また、λs =λi となるよ
うな構成にした特殊な場合(縮退発振)では、λi =λ
s =2.12μmの光が得られる。
【0006】ただし、OPO6において効率よく励起光
エネルギーを発生光に変換するためには、非線型光学素
子4内で位相整合条件と呼ばれる波動ベクトル間で次式
が成立する必要がある。
【0007】Kp =Ks +Ki ………(2) Kp は励起光の波動ベクトル、Ks はシグナル光の波動
ベクトル、Ki はアイドラ光の波動ベクトルである。
【0008】この条件は、結晶の複屈折性を利用して、
波動ベクトルに対する結晶軸の傾きを調整する角度位相
整合と呼ばれる方式で実現するのが一般的である。
【0009】例えば、励起レーザ光をビームスプリッタ
等で複数に分離した場合は、一つのOPOから発生する
2つの光より、第2、第3のOPOを励起させることによ
り、4波長以上の光を同時に発生することができる。図
5にもとずいて説明すると、第1のOPO6からはシグ
ナルとアイドラの2つの光を略同時に発生するので、そ
れらの光をビームスプリッタ7により分離して一方の光
を入力鏡8、非線型光学結晶9、出力鏡10からなる第
2のOPO11に入力して励起に用いることにより、第
1のOPO6の各発生波長よりさらに長波長の光を発生
できる。例えば第1のOPO6でのシグナル光の波長
が、λs =1.8μmの場合、この光を励起源とした第
2のOPO11により3〜4μm近傍の2つの光を発生
できる。また、第1のOPO6からのアイドラ光(λs=
2.5μm)を入力鏡12、非線型光学結晶13、出力
鏡14から成る第3のOPO15に入力することによっ
て5μm近傍の光を発生できる。これらをミラーm1 、
m2 、m3 で適当な光路を形成すれば、複数の波長が同
時に得られので、多波長同時発振型の赤外光源としてリ
モートセンシング等に活用されている。
【0010】また、図6に示すよううに第1のOPO6
からの出力をビームスプリッタ7で分離した光の光路上
に、第2のOPO11を配置して各ミラーm4 、m5 、
m6で誘導してた光を更に設置したもう一つの第3のO
PO15を介して出力光を得ているものもある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】複合型OPOにおける
各光の光軸は、それぞれの共振器の出力鏡に略垂直にな
るが、各OPOの共振器はそれぞれの鏡に角度調整機構
がついており、各OPO出力が得られるように調整され
るので、一般には、各OPO相互間での光軸は平行では
ない。しかし、リモートセンシング等の応用において
は、通常、光軸が平行となることが要求される。この場
合は、光軸調整用の光学系等を付加することが必要にな
る。これらの光軸調整方法は通常最初に入力するOPO
の光軸に次に入力するOPOの光軸を合わせ、以下順次
同様に個々にOPOの光軸合わせを行っている。このた
め、装置の大型化やコストアップの原因となるうえ、光
軸の安定性を悪化させたり、調整に時間を要するという
不具合が生じている。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、励起用
レーザ発振器の光軸上の前方に、2次の非線型光学効果
を有し前記励起用レーザ発振器からの光の照射による励
起レーザ光より長波長の2つの光を発生させる波長変換
素子を含む複数個の光パララメトリック発振器を保持板
に取付けて配置した多波長発振型光パラメトリック発振
装置において、前記各光パラメトリック発振器のうち最
終出力光を出力するものが構成する光共振器の出力鏡が
同一の保持板に取付けられていることを特徴とする多波
長発振型多波長発振型光パラメトリック発振装置にあ
る。
【0013】また本発明によれば、前記各光パラメトリ
ック発振器から出力される出力光の光軸は相互に同一又
は平行であることを特徴とする多波長発振型光パラメト
リック発振装置にある。
【0014】また本発明によれば、前記保持板は、前記
最終出力光を出力する出力鏡からの出力光を透過する光
透過部が設けられていることを特徴とする多波長発振型
光パラメトリック発振装置にある。
【0015】また本発明によれば、前記最終出力光を出
力する各光パラメトリック発振器の出力鏡は、複数の光
パラメトリック発振器に共通の鏡が一枚用いられること
を特徴とする多波長発振型光パラメトリック発振装置に
ある。
【0016】また本発明によれば、前記最終出力光を出
力する各光パラメトリック発振器の入力鏡は、角度調整
機構を有することを特徴とする多波長発振型光パラメト
リック発振装置にある。
【0017】
【発明の実施の形態】以下本発明に実施の形態について
図1〜3を参照して説明する。対比のために従来の技術
と同一符号は従来の技術と同一部品又は同一機能を有す
る部品を示す。
【0018】図1は本発明の実施の形態を示す構成図
で、励起用レーザ発振器1の光軸上の前方に集光光学系
2a,2b、第1の光パラメトリック発振器(OPO)
6、ビームスプリッタ7、第2のOPO11の順に配置
されている。また、ビームスプリッタ7で分光された光
軸上にはミラーm7 を介して、第3のOPO15が第2
のOPO11と並行に配設されている。第2のOPO1
1と第3のOPO15の出力鏡10,14は光軸に対し
て垂直に設けられた同一の保持板20の所定位置に図示
しないねじで締結固定されている。
【0019】第1のOPO6は非線型光学素子4として
の波長変換光学素子であり、KTPを挟んで光軸上の前
方に入射鏡3が後方に出力鏡5が設けられて構成されて
いる。第2、第3のOPO11、15は光軸上に入射鏡
8,12と出力鏡10、14との間に非線型光学素子
9、13を設け、かつ、それぞれの入射鏡は角度調整機
構21が設けられている。この角度調整機構21は入射
鏡8,12を保持した保持具22とこの保持具22が取
付けられる取付板23との間がばね24で付勢された3
本の調整ねじ24a、24b、24cで連結されてい
る。
【0020】また、保持材である保持板25は十分剛性
のある金属製の構造材で表面は仕上げられて平面度が保
たれ、出力鏡10、14の取付け位置には出力光が透過
する透過穴25a、25bが孔設されている。
【0021】これらの構成により、励起用レーザ発振器
1で励起されたレーザ光は、第1のOPO6を励起して
第1のOPO6を形成している非線型光学素子4の非線
型相互作用によりシグナル光とアイドラ光を発生する。
これらのシグナル光とアイドラ光を励起光として、第
2、第3のOPO11、15はそれぞれシグナル光とア
イドラ光を発生して出力する。それにより4種類の光が
発生する。これらの光の光軸調整は第2のOPO11の
光軸に対して、第3のOPO15の光軸を3本の調整ね
じ24a、24b、24cで入力鏡12の角度を煽り適
宜調整する。それにより所望の平行光を得ることが出来
る。なお、その際、第1と第2、第3の非線型光学素子
4、9、13同志の作用は位相整合しないので相互作用
による影響は発生しない。
【0022】なお、図2に示すように、第2、第3の出
力鏡10、14を一枚の鏡で作成したもので、この出力
鏡10、14を保持板25に取付て作用させても同様な
効果が得られる。この場合、発生波長が大きく異ならな
い場合は、第2、第3の出力鏡10,14は同じものを
使うことが出来るので共通のコーティング処理でよく、
発生波長が大きく異なる場合は同じ鏡が使えないので、
マスキングを行って異なるコーティング処理を行えばよ
い。
【0023】また、図3に示すように、第2、第3の入
力鏡8、12を一枚の鏡で作成し、それを透光穴27
a、27bを有する保持具22で保持した場合も同様
に、発生波長が大きく異ならない場合は同じ鏡が使える
ので、共通のコーティング処理でよく、発生波長が大き
く異なる場合は同じ鏡が使えないので、マスキングを行
って異なるコーティング処理を行う。光軸角度の調整は
3本の調整ねじ24a、24b、24cを用いて一体的
に行う。
【0024】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば複
数の光パラメトリック発振器(OPO)を有する多波長
発振型多波長発振型光パラメトリック発振装置で、出力
鏡を同一の保持板に取付けたので、多種類の波長の光の
光軸を極めて容易に平行にすることが出来、平行光を安
定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多波長発振型の多波長発振型光パラメ
トリック発振装置の一実施形態を示す構成図。
【図2】出力鏡を1枚にした場合を示す要部の構成図。
【図3】入力鏡を1枚にした場合の入力鏡関連の平面
図。
【図4】従来の多波長発振型の多波長発振型光パラメト
リック発振装置を示す構成図。
【図5】従来の多波長発振型の多波長発振型光パラメト
リック発振装置の変形例を示す構成図。
【図6】従来の多波長発振型の光パラメトリックス発振
装置の別の変形例を示す構成図。
【符号の説明】
1…励起用レーザ発振器 2a,2b …集光光学系 3…入力鏡 4…非線型光学素子(第1のOPOの) 5…出力鏡 6…第1の光パラメトリック発振器(OPO) 7…ビームスプリッタ 11…第2のOPO 15…第3のOPO 25…保持板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起用レーザ発振器の光軸上の前方に、
    2次の非線型光学効果を有し前記励起用レーザ発振器か
    らの光の照射による励起レーザ光より長波長の2つの光
    を発生させる波長変換素子を含む複数個の光パラメトリ
    ック発振器を保持板に取付けて配置した多波長発振型光
    パラメトリック発振装置において、前記各光パラメトリ
    ック発振器のうち最終出力光を出力するものが構成する
    光共振器の出力鏡が同一の保持板に取付けられているこ
    とを特徴とする多波長発振型多波長発振型光パラメトリ
    ック発振装置。
  2. 【請求項2】 前記各光パラメトリック発振器から出力
    される出力光の光軸は相互に同一又は平行であることを
    特徴とする請求項1記載の多波長発振型光パラメトリッ
    ク発振装置。
  3. 【請求項3】 前記保持板は、前記最終出力光を出力す
    る出力鏡からの出力光を透過する光透過部が設けられて
    いることを特徴とする請求項1記載の多波長発振型光パ
    ラメトリック発振装置。
  4. 【請求項4】 前記最終出力光を出力する各光パラメト
    リック発振器の出力鏡は、複数の光パラメトリック発振
    器に共通の鏡が一枚用いられることを特徴とする請求項
    1記載の多波長発振型光パラメトリック発振装置。
  5. 【請求項5】 前記最終出力光を出力する各光パラメト
    リック発振器の入力鏡は、角度調整機構を有することを
    特徴とする請求項1記載の多波長発振型光パラメトリッ
    ク発振装置。
JP25500997A 1997-09-19 1997-09-19 多波長発振型光パラメトリック発振装置 Pending JPH1195272A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009530664A (ja) * 2006-04-07 2009-08-27 テクストロン システムズ コーポレーション マルチポート式光パラメトリック発振器
KR101006255B1 (ko) 2008-03-26 2011-01-06 단국대학교 산학협력단 직교된 두 편광 펌프광원을 이용한 오피오 레이저 장치

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