JPS62104092A

JPS62104092A - 周波数２倍レ−ザ

Info

Publication number: JPS62104092A
Application number: JP8918386A
Authority: JP
Inventors: クオ　チン　リウ
Original assignee: KANTORONIKUSU CORP
Current assignee: KANTORONIKUSU CORP
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1986-04-17
Publication date: 1987-05-14
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: JPH0795614B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、周波数２倍レーザに関し、特に■型位相整合
を用いて内空間に配置される第２高調波発生結晶に周波
数２倍レーザを発生させる方法および装置に関する。

「従来技術」第２高調波発生（ＳＨＧ）は、レーザ源の周波数を２倍
にする手段を形成する。この方法において、非直線媒体
における基本電磁波は、基本波の２倍の周波数成分を有
する偏光波を含んでいる。この偏光波は、非直線媒体の
屈折率の分散によって、位相速度が周波数の関数である
。従って、誘起された第２高調偏光波の位相が基本波の
位相から遅れている。ＳＨＧ強度は、誘起された第２高
調偏光波のベクトル合計で生じるので、位相遅延によっ
て制限される。この制限を克服する公知の位相整合技術
は、−軸あるいは二軸結晶に自然の複屈折、即ち偏光関
数としての位相速度差を用いて、基本波と第２高調波と
が同位相に伝搬するように分散効果を相殺している。

「発明が解決しようとする問題点」入射基本波の偏光ベクトルを用いた公知の位相整合には
２種類の方法がある。

Ｉ準位相整合において、基本波は結晶の光学軸に直交（
０即ち通常光線）して偏光され、誘起された第２高調波
が光学軸に平行（Ｅ即ち変則光線）に偏光される。■型
位相整合を用いた方法は、米国特許第４，４１３，３４
２号に記載されている。基本波は、結晶の光学軸に沿っ
て偏光されるので、結晶から出た時に直線偏光に変化が
みられない。

内空間Ｉ型ＳＨＧ配列は、ＳＨＧ結晶の導入が重大な偏
光損失を発生しないので、レーザの内空間に供給される
高電力密度の利点を容易に採用できる。

■準位相整合においては、直線偏光した基本波が結晶の
光学軸に対して４５度ずれるので、０およびＥ光線に等
分され、この結果第２高調波が光学軸に平行に直線偏光
される。（Ｅ光線）ここで、入射基本波のＯおよびＥ光
線の位相速度は、結晶の自然の複屈折によって異なって
いる。通常、この入力基本波の直線偏光は、結晶を通っ
て伝搬時に、楕円偏光に戻る。０およびＥ光線間の位相
遅延の強さは、材料における屈折率の差および効果的内
空間の産物である。

このような■準結晶がレーザ共振器内に配置された時に
は、レーザの元の直線偏光が通常好ましく維持されない
ので、この位相遅延が深刻な電力損失を誘起する。

レーザが任意偏光された時、レーザ活性媒体が自然に複
屈折せず、偏光板が内空間に用いられない時のマルチモ
ードレーザの場合には、■型ＳＨＧ結晶が０およびＥ軸
に沿って分解される偏光成分間に位相遅延を形成する。

この■型ＳＨＧ結晶を通って基本波の戻り通路で２倍化
できる遅延は、レーザ活性媒体において、熱あるいは他
の誘起される複屈折効果に対する偏光を最適化するため
に、レーザの能力に影響するレーザの出力電力および安
定性に影響できる。この位相遅延を補償するためにバビ
ネーソレイユ補償板のような受動素子を用いられた。し
かし、遅延は通常温度に依存し、温度変化がレーザ放射
（基本波および第２高調波）の自己吸収あるいは周囲環
境によって結晶自身で誘起される。従って、このような
受動補償板は、標檗のレーザ操作の期間中に維持するこ
とが困難になる。これらの問題によって、■型Ｓ　ＨＧ
は、Ｓ　ＨＧ結晶から現れる基本波の偏光が重要でない
外空間配列に代表的に用いられていた。勿論、レーザ空
間内において高電力密度の内空間基本波が第２高調波を
発生する利点も失われる。　多くのレーザは、Ｑスイッ
チのような公知の方法によって変形されて、一時的な出
力電力の形態を持つことができる。ここで、光学品質あ
るいは共振器のＱζ弯えられる特殊な装置が共振内空間
の光線経路に挿入される。もし、レーザ活性媒体を励起
する源が低Ｑ期間に維持されたならば、エネルギがレー
ザ活性媒体内に過剰集団転換の形態で貯蔵される。この
Ｑスイッチが遮断されて、共振器を迅速に高Ｑ状態に移
行した時には、この過剰集団か高強度のＱスイッチされ
たパルスを発生するために用いられる。この方法は、殆
どのＱスイッチが電気的に制御されるので、高頻度で繰
り返されて、高強度パルスの行用な源からＱスイッチレ
ーザが作られる。従って、レーザの連続波の出力電力レ
ベルに比較して数千倍のピークパルス強度が発生される
。この方法は、短波長の向上した物質相互作用および優
秀な焦点性によって、周波数２倍のＱスイッチレーザと
して用いられる。

「問題点を解決するための手段」本発明の目的は、ＳＨＧ用に内空間■型位相整合を用い
て、ＳＨＧ結晶の複屈折の影響をＳＨＧ結晶を通る基本
波の戻り通路で補償して、システムの欠点を克服するこ
とにある。

本発明の他の目的は、レーザ活性媒体に入射する基本波
が元の偏光に維持されるレーザ活性媒体を有する周波数
２倍レーザシステムを提供することである。

更に、目的は出力、周波数２倍光線が公知の偏光を持つ
システムを提供することである。

このシステムは、レーザあるいはＱスイッチ付きのレー
ザによって放射される基本周波数の第２高調波の周波数
を発生するレーザ高調波発生手段と、この高調波発生手
段を通過する基本波に生じる位相遅延を動的に補償する
手段と、基本波を高反射する第１の鏡と、第２の鏡とを
含んでいる。

第１および第２の鏡は、レーザ、高調波発生手段および
補償手段用に内空間を形成するように配置される。

「実施例」以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１
図を参照すると、本発明による周波数２倍レーザシステ
ムは、共通の光学軸８に位置合わせされた次の、第１の
鏡１０、Ｉ／４波長板１２、Ｓ　ＨＧ結晶１４、偏光板
１６、レーザ活性媒体１８および第２の鏡２０を備えて
いる。レーザ活性媒体１８は、共通の光学Ｍ８に沿って
所定の基本周波数でレーザ光線（基本波）を発生ずる。

例えば、このレーザは、１０６４　ｎｍの波長の基本波
を放出するＹＡＧレーザでよい。このレーザ活性媒体１
８、叩ちレーザ棒は、ポンピング灯を有するポンピング
反射器内に含まれてもよい。これらのレーザ要素は、公
知であるので、明確化のために第１図に示さない。

Ｓ　ＨＧ結晶１４は、ＫＴＰ（燐酸チタニルカリウム）
結晶のような公知の第２高調波発生結晶である。このＳ
ＨＧ結晶１４は、光学軸が第１図の矢印Ｚで示されるよ
うに、レーザ１８からの基本波の偏光角に対して４５度
の角度で配向される。

従って、例えば、もしレーザ１８からの基本波Ｆが第１
図に示すように垂直に偏光していたならば、Ｓ　ＨＧ結
晶１４の０軸（通常軸）およびＥ軸（変則軸）は垂直か
ら４５度の角度で配向している。

波長板１２は、基本波の帯域で１／４波長板として、同
時に第２高調波の帯域で半波長板とじて動作するように
選択される。この波長板１２は、光学軸Ｑが基本波の偏
光角に平行あるいは直交して配向している。

第１の鏡１０は、基本波で高反射し、第２高調波で高度
に透過性である。第２の鏡２０は基本波で高反射する。

これら第１の鏡ＩＯおよび２０は、内空間にＳ　ＨＧ結
晶Ｉ４および波長板１２を有して、レーザ活性媒体１８
によって発生される基本波用の共振内空間を形成するよ
うに配置および配列される。

偏光板１６は、基本波Ｆを垂直方向に偏光させるのに使
用される。

このＦ方向の基本波２２がＳＨＧ結晶１４を伝搬する時
には、このＳ　ＨＧ結晶１４が基本波２２のＯおよびＥ
成分の両者に応答して図示のように垂直方向から４５度
で配向した（Ｅ方向）基本波の２倍の周波数を有する高
調波２４を発生する。このＥ成分の高調波２４は、この
場合半波長板として作用する波長板１２を通過して、位
相が９０度回転し、第１の鏡１０を通って内空間の外部
に送信される。このＥ成分の高調波は、図示のように垂
直方向に４５度で直線偏光される。

Ｚ軸に対して４５度で配向した直線偏光を何する基本波
２２はＳ　ＨＧ結晶を通って伝搬するので、曳屈折が基
本波のＯ成分およびＥ成分間に位相遅延を誘起する。

第１図において、基本波２２のＯ成分がＳ　ＨＧ結晶Ｉ
４を通過後、Ｅ成分の背後に遅延すると仮定される。

実際、第１の鏡ＩＯから反射してＳ　Ｉ（Ｇ結晶を逆に
伝搬する基本波は、位相遅延補償手段がない場合に、１
通過後位相遅延が２倍になり、明らかに、偏光板１６へ
再入射時の偏光角か通常直線および垂直でなく、従って
偏光損失が生ずる。

それ故、本発明においては、基本波２２が位相遅延手段
として基本波の波長を１／４位相回転させるＩ／４波長
板Ｉ２を通過する。第１図において、既に述べたように
、波長板１２がＳ　ＨＧ結晶Ｉ４に入射する基本波の偏
光角に平行あるいは直交する光学軸を有している。第１
の鏡１０を反射後の基本波２２′は再びＩ／４波長板１
２を通過する。この波長板１２を２度通過することによ
って、基本波２２のＯ成分は第１図に示すように９０度
回転し、反射基本波２２°のＯおよびＥ成分の偏光角が
基本波２２の成分の偏光角に対して逆転する。しかし、
０成分はまだＥ成分の背後に遅延する。反射基本波２２
°は、その後ＳＨＧ結晶１４を通過する。この２回目に
おいて、垂直成分ＥがＯ成分に対して第１回目の位相シ
フト量に等しい同位相シフトされて、反射基本波２２°
のＯおよびＥ成分がＳ　ＨＧ結晶Ｉ４を通過した時に同
位相になり、合同して直線偏光Ｆ゛が得られる。

よって、ＳＨＧ結晶１４および第１の鏡１０間に波長板
１２を介装することによってＳＨＯ結晶の複屈折の影響
がうまく自己補償されて、除去される。

この結果、ＳＨＧ結晶１４に入射する基本波２２および
反射後ＳＨＧ結晶１４から現れる反射基本波２２　は同
一の直線偏光を有し、従ってレーザ共振器に損失がなく
なる。

重連の条件下て、Ｓ　ＨＧ結晶１４で発生された第２高
調波は図示のように垂直から４５度偏光したＥｄ酸成分
備えている。多くの応用例において、公知の直線偏光の
２倍レーザ光線を得ることが好ましいので、波長板１２
が第２高調波で半波長板として同時に作用でき、従って
高調波２４を９０度回転させるように構成される。もし
、波長板１２が第２高調波で特定されていないならば、
周波数２倍光線は任意の楕円偏光を持つであろう。この
結果、内空間から現れる高調波２４は、図示のように通
常軸に沿って直線偏光される。波長板１２およびＳ　Ｈ
Ｇ結晶１４は、各特性を動的に制御できることが注目さ
れる。本発明において、位相遅延は結晶の温度特性を考
慮して自動的に正確に補正されている。

第２図には本発明の第２実施例が示されている。

この実施例において、周波数逓倍器は、第３の鏡１１２
、ＳＨＧ結晶＋１４．１／４波長板１１６、第１の鏡１
１８、第２の鏡１２０ル−ザ活性媒体１１０および偏光
板１２８を有する内空間を備えている。レーザ活性媒体
１１０．ＳＨＧ結晶ＩＩ４．１／４波長板１１６および
偏光板１２８は第１実施例の対応の部材と同一な方法で
機能する。

第１の鏡１１８および第２の鏡！２０は基本波および第
２高調波で高反射する。また、第３の鏡１１２は、基本
波で高反射し、第２高調波で高透過性で、更に、効果的
な第２高Ｒ波を発生するために、Ｓ　ＨＧ結晶１１４で
レーザ１１０の出力を合焦点するように配列配置される
。

動作において、レーザ活性媒体１１０で発生した基本波
１２２は第３の鏡１１２によってＳＨＧ結晶１１４に反
射し、合焦点される。このＳ　ＨＧ結晶１１４は直線的
な第２高調波１２４を発生する。この基本波１２２は、
Ｓ　Ｉ−（Ｇ結晶１１４の伝搬後、先の実施例に記載１
．たように、０およびＥ成分が相互に位相シフトされる
。勿論、先の実施例と同様に、基本波の１／４波長板１
１６および第１の鏡１１８は、反射後ＯおよびＥ成分を
９０度回転させるために使用されて、ＳＨＧ結晶１１４
を通過後の光線１２２°の通路が全成分を同位相に戻し
、最初レーザ活性媒体１１０に置かれた直線偏光に偏光
を再貯蔵させる。Ｓ　Ｉ（Ｇ結晶１１４を通過する戻り
の内空間において、光線１２２°が第２高調波１２６を
発生して、反射後の第２高調波１２４°に共直線される
。

従って、この実施例において、基本波の戻り通路で発生
された第２高調波が損失せず、第１の実施例に比較して
２倍の第２高調波の電力利得が実現される。Ｓ　ＨＧ出
力強度の安定性に影響するこれらの高調波間には干渉が
発生ずる恐れがある。

この悪影響を克服するためには、第２高凋波１２４°お
よび１２６の偏光角が米国特許第４．４１３゜３４２号
に記載の同様の技術を用いて直交される。

波長板１１６は、同時に第２高調波の帯域でｌ／４波長
板として作られる。第２高調波＋２４は、波長板１１６
を通過し、第１の鏡＋１８を反射して再び波長板＋１６
を通過時に、偏光角が９０度となり、従って第２高調波
１２６との間に干渉が生じない。その後、第２高調波１
２４°および１２６は合同して高透過率の第３の鏡１１
２を通過する。

ＳＨＧ結晶１１４を通過した後の反射基本波１２２°は
、第３の鏡１１２でレーザ１１０方向に反射させられる
。第２の鏡１２０は内空間を完全に形成する。波長板＋
１６は、前述のように、基本波のＯおよびＥ成分の位相
シフトを補償して、基本波１２２および！２２°が同じ
偏光角を持っている。

第３図を参照すると、本発明の第３実施例の周波数２倍
レーザシステムは、共通の光学軸８に位置合せされた第
１の鏡１０，１／４波長板Ｉ２、Ｓ　ＨＧ結晶１４、偏
光板１６、レーザ活性媒体１８、ＱスイッチＩ９および
第２の鏡２０を備えている。この第３実施例は、Ｑスイ
ッチ１９がレーザ活性媒体１８と第２の鏡２０との間に
配置された以外、第１図に示すレーザシステムと同一で
あり、従って対応の部材およびベクトルには同一の符号
を付して説明を省略する。

このＱスイッチ１９は、例えば、ＹＡＧレーザによって
放射される１１０６４ｎの波長の基本波を通常の方法で
Ｑスイッチする。

第４図には本発明の第４実施例が示されている。

この実施例において、周波数逓倍器は、第３の鏡１１２
、前述のＳ　ＨＧ結晶＋１４、Ｉ／４波長板＋１６、第
１の鏡１１８、第２の鏡１２０、レーザ活性媒体＋１０
、Ｑスイッチ１１９および偏光板＋２８を内空間に備え
ている。この第４実施例は、Ｑスイッチ１１９がレーザ
活性媒体＋１０と第２の鏡＋２０との間に配置された以
外、第２図に示すレーザシステムと同一であり、従って
対応の部材およびベクトル方向には同一の符号を付して
説明を省略する。

また、Ｑスイッチ１１９は第３図の実施例のＱスイッチ
１９と同一な方法で機能する。

第５図を参照すると、本発明の第５実施例の周波数２倍
レーザシステムは、光学軸８に位置合せされた第１の鏡
１０１ｌ／４波長板１２、Ｓ　ＨＧ結晶１４、レーザ活
性媒体１８、Ｑスイッチ１６および第２の鏡２０を備え
ている。この場合、第３図に示す偏光板１６が省略され
ている。

従って、レーザ活性媒体１８は、例えばＹＡＧレーザに
よって、共通軸８に沿って任意に偏光し、第５図に示す
ように２個の直交する■成分およびＨ成分に分解できる
Ｉ０６４ｎｍの波長の基本波を放射する。

Ｓ　ＨＧ結晶１４は、公知のＫＴＰ結晶であり、光学軸
が第５図の矢印Ｚで示されるように、レーザ１８からの
基本波の直交成分の１つに平行に配向され、例えば垂直
方向に配向される。従って、例えば、もしレーザ１８か
らの基本波の■成分がＹ軸に沿って垂直に配向し、基本
波のＨ成分がＸ軸に沿って水平に配向しているならば、
ＳＨＧ結晶１４の０軸およびＥ軸は、第５図に示すよう
に、垂直方向から直交および平行に配向している。

波長板１２は、基本波の帯域で１／４波長板として、同
時に第２高調波の帯域で半波長板として動作し、光学軸
Ｑが基本波のＶ成分から４５度傾斜して配向している。

第１の鏡１０は、基本波で高反射し、第２高調反射する
。これら第１の鏡１０および２０は、レーザ活性媒体１
８で発生される基本波用の共振内空間を形成するように
配列される。

もし、必要ならば、Ｑスイッチ１６は、レーザ活性媒体
１８および鏡２０間に追加されて、公知の方法でレーザ
光線をＱスイッチしてもよい。

この基本波２２がＳＨＧ結晶１４を伝搬する時には、こ
のＳ　ＨＧ結晶１４が直線偏光された基本波２２の■お
よび１１成分（０およびＥ光線）応答して図示のように
垂直に配向した基本波の２倍の周波数を有する第２高調
波２４を発生ずる。このＥ成分の第２高調波２４は、半
波長板としての波長板１２を通過して、位相が９０度回
転し、第１の鏡１０を通って内空間の外部に伝送される
。

Ｚ軸に平行および直交して配向した垂直および水平偏光
波を有する基本波２２は、Ｓ　Ｉ（Ｇ結晶を伝搬中に複
屈折によって基本波のＯ成分およびＥ成分間に位相遅延
が誘起される。

第５図において、基本波２２の０光線がＳ　ＨＧ第１の
鏡１０から反射してＳＨＧ結晶を逆に伝搬する基本波は
、位相遅延補償手段がない場合に、１通過後位相遅延が
２倍になり、レーザ活性媒体１８へ再入射時の偏光角が
通常直線および垂直でなく、従って偏光損失が生ずる。

本発明では、基本波２２が位相遅延手段として基本波の
波長を１／４位相回転させる１／４波長板１２を通過す
る。第１の鏡１０を反射後の基本波２２°は再び１／４
波長板１２を通過する。基本波２２の■およびＨ成分は
、波長板１２を２度通過して、第５図に示すように９０
度回転し、反射基本波２２°のＥおよびＯ光線の偏光角
が基本波２２の成分の偏光角に対して逆転する。しかし
、Ｏ成分はまだＥ成分の背後に遅延する。反射基本波２
２°は、その後ＳＨＧ結晶１４を通過する。

この２回目において、成分ＥがＯ成分に対して第１回目
の位相シフト量に等しい同位相シフトされて、反射基本
波２２′のＥおよび０成分がＳＨＧ結晶１４を通過した
時に、最初に放射されたＶおよびＨ成分と同位相になる
。従って、ＳＨＧ結晶１４および第１の鏡１０間には、
波長板１２が介装されて、Ｓ　Ｌ（Ｇ結晶の複屈折の影
響がうまく自己補償されて、除去される。

この結果、Ｓ　ＨＧ結晶１４に入射する基本波のＶおよ
びＩ−１成分および反射後ＳＨＧ結晶１４から現れる反
射基本波の■°およびＨ°酸成分同相を有し、レーザ共
振器に損失がなくなる。

波長板Ｉ２およびＳ　ＨＧ結晶１４は各特性を動的に制
御できる。位相遅延の変動は結晶の温度特性を考慮して
自動的に補正されている。

第６図には本発明の第６実施例が示されている。

この実施例において、周波数逓倍器は、第３の鏡１１２
、前述のＳＨＧ結晶１１４．１／４波長板＋１６、第１
の鏡１１８、第２の鏡１２０、レーザ活性媒体１１０お
よびＱスイッチ１２８を有する内空間を備えている。第
１の鏡１１８および第２の鏡１２０は基本波および第２
高調波で高反射する。また、第３の鏡１１２は、基本波
で高反射し、第２高調波で高度に透過性であり、更に、
効果的な第２高調波を発生するために、Ｓ　ＨＧ結晶＋
１４でレーザ１１０の出力を合焦点するように配列配置
される。

動作において、レーザ活性媒体１１０で発生した任意の
偏光を有する基本波１２２は、第３の鏡１１２によって
ＳＨＧ結晶１１４に反射し、合焦点される。このＳ　Ｈ
Ｇ結晶１１４は第２高調波１２４を発生する。この基本
波１２２の０およびＥ成分は、Ｓ　ＨＧ結晶＋１４の伝
搬後、相互に位相シフトされる。勿論、先の実施例と同
様に、基本波の１／４波長板１１６および第１の鏡１１
８は、反射後ＯおよびＥ成分を９０度回転させるために
使用されて、ＳＨＧ結晶１１４を通過後の光線１２２°
の通路が全成分を同相に戻し、最初レーザ活性媒体１１
０に置かれた直線偏光に偏光を再貯蔵させる。ＳＨＧ結
晶１１４を通過する戻りの通路において、光線１２２′
が第２高調波＋２６を発生して、反射後の第２高調波１
２４°に共直線される。

従って、この実施例において、基本波の戻り通路で発生
された第２高調波が損失せず、第１の実施例に比較して
２倍の第２高調波の電力利得が実現される。Ｓ　ＨＧ出
力強度の安定性に影響するこれらの高調波間には干渉が
発生する恐れがある。

この悪影響を克服するためには、第２高調波１２４′お
よび夏２６の偏光角か米国特許第４．４１３゜３４２号
に記載の同様の技術を用いて直交される。

波長板１１６は、同時に第２高調波の帯域でｌ／４波長
板として作られる。第２高調波１２４は、波長板＋１６
を通過し、第１の鏡１１８を反射して再び波長板！１６
を通過時に、偏光角が９０度となり、従って第２高調波
１２６との間に干渉が生じない。その後、第２高調波１
２４′および１２６は合同して高透過率の第３の鏡１１
２を通過する。

Ｓ　ＨＧ結晶＋１４を通過した後の反射基本波１２２゛
は、第３の鏡］１２でレーザ１１０方向に反射させられ
る。第２の鏡１２０は光学内空間を形成する。波長板１
１６は、前述のように、基本波のＯおよびＥ成分の位相
シフトを補償し、従って基本波１２２および１２２°が
同じ偏光角を持つている。

「発明の効果」以上説明したように、本発明の周波数２倍レーザは、従
来の内空間■型位相整合レーザに発生する位相遅延が補
償され、従って放射効率を高める利点が得られる。

本発明の目的は、ＳＨＧ用に内空間■型位相整合を用い
て、Ｓ　）［Ｇ結晶の複屈折の影響をＳＨＧ結晶を通る
基本波の戻り通路で補償して、システムの欠点を克服す
ることにある。

本発明の他の利点は、レーザ活性媒体に入射する基本波
が元の偏光に維持されるレーザ活性媒体を有する周波数
２倍レーザシステムを提供することである。

Ｑスイッチを用いた場合には、電気的に制御されるので
、高頻度で繰り返されて、レーザの連続波の出力電力レ
ベルに比較して数千倍のピークパルス強度が発生される
。短波長の向上した物質相互作用および優秀な焦点性に
よって、周波数２倍のＱスイッチレーザとして用いられ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による第２高調波レーザ発生器の第１
実施例の概略図、第２図〜第６図は本発明の第２〜６実
施例の概略図である。８・・・・・・共通の光学軸、１０，１１８・・・・・
・第１の鏡１２．１１６・・・・・・Ｉ／４波長板、１
４，１１４・・・・・・Ｓ　ＨＧ結晶、！６・・・・・
・偏光板、１８，１１０・・・・・・レーザ活性媒体、
１６，１９，１１９，１２８・・・・Ｑスイッチ、２０
，１２０・・・・・第２の鏡、２２・・−基本波、２４
・・・・・第２高調波。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１の鏡および該第１の鏡との間に光学的内空間
が形成される第２の鏡と、この内空間に配置され、所定の基本周波数で発信し、２
個の直交成分に分解できる直線偏光を有する基本波を発
生するレーザ活性媒体と、通常軸と変則軸とを有すると共に、II型位相整合を経由
して前記直線偏光の基本波に応答して直線偏光した第２
高調波を発生し、前記基本波の前記直交成分が前記通常
および変則軸に沿って各々配向し、更に前記直交成分間
に位相差の遅延を発生する結晶と、前記結晶を通過する戻り通路において、前記位相差の遅
延を除去する手段とを備えたことを特徴とする周波数２
倍レーザ。
（２）第１の鏡および該第１の鏡との間に光学的内空間
が形成される第２の鏡と、この内空間に配置され、所定の基本周波数で発信し、２
個の共面成分に分解できる任意偏光を有する基本波を発
生するレーザ活性媒体と、通常軸と変則軸とを有すると共に、II型位相整合を経由
して前記共面成分に応答して直線偏光した第２高調波を
発生し、前記共面成分の直交光線が前記通常および変則
軸に沿って各々配向し、更に前記直交光線間に位相差の
遅延を発生する結晶と、前記結晶を通過する戻り通路において、前記位相差の遅
延を除去する手段とを備えたことを特徴とする周波数２
倍レーザ。
（３）第１の鏡と、所定の基本周波数で発信し、２個の直交成分に分解でき
る直線偏光を有する基本波を発生するレーザ活性媒体と
、前記直交成分に沿って配向する通常軸と変則軸とを有す
ると共に、前記所定の直線偏光に対して４５度の角度で
光学軸を有して、前記直交成分に応答して第２高調波を
発生し、前記直交成分間に位相差の遅延を発生するＳＨ
Ｇ結晶と、前記第１の鏡に向かう第１通路および該第１の鏡から反
射後の戻り通路で、前記直交成分の各配向を交換して、
前記ＳＨＧ結晶を通過する戻り通路によって前記位相差
の遅延を除去する交換手段と、前記第１の鏡との間に、前記レーザ活性媒体、ＳＨＧ結
晶および交換手段用の内空間が形成される第２の鏡とを
備えた周波数２倍レーザ。
（４）第１の鏡と、所定の基本周波数で発信し、２個の共面直交成分に分解
できる任意偏光を有する基本波を発生するレーザ活性媒
体と、前記共面直交成分に沿って配向する通常軸と変則軸とを
有する成分の１つに平行な光学軸を有して、前記直交成
分に応答して第２高調波を発生し、前記直交成分間に位
相差の遅延を発生するＳＨＧ結晶と、前記第１の鏡に向かう第１通路および該第１の鏡から反
射後の戻り通路で、前記直交成分の各配向を交換して、
前記ＳＨＧ結晶を通過する戻り通路によって前記位相差
の遅延を除去する交換手段と、前記第１の鏡との間に、前記レーザ活性媒体、ＳＨＧ結
晶および交換手段用の内空間が形成される第２の鏡とを
備えた周波数２倍レーザ。
（５）前記レーザ活性媒体の近傍には、レーザ出力をＱ
スイッチするＱスイッチが配置される特許請求の範囲第
１項から第４項までのいずれかに記載の周波数２倍レー
ザ。
（６）前記交換手段は、前記第２高調波の直線偏光を維
持する特許請求の範囲第５項記載の周波数２倍レーザ。
（７）前記交換手段は、前記基本波が該結晶に再入射す
る前に、前記基本波の通常および変則成分を交換する前
記結晶を通過する通路後に、前記基本波を２度通過させ
る位置に配置される波長板である特許請求の範囲第５項
に記載の周波数２倍レーザ。
（８）前記波長板は、前記基本周波数で１／４波長板で
ある特許請求の範囲第７項記載の周波数２倍レーザ。
（９）前記波長板は、前記第２高調波の周波数で半波長
板である特許請求の範囲第８項記載の周波数２倍レーザ
。
（１０）前記第２の鏡は、前記基本周波数で高反射であ
る特許請求の範囲第５項記載の周波数２倍レーザ。
（１１）前記第２の鏡は、前記第２高調波の周波数で高
透過性である特許請求の範囲第１０項記載の周波数２倍
レーザ。
（１２）前記結晶に前記レーザからの前記基本波を反射
し、合焦点する第３の鏡を備えた特許請求の範囲第５項
記載の周波数２倍レーザ。
（１３）前記第３の鏡は、前記内空間の外に前記第２高
調波を放射する特許請求の範囲第１２項記載の周波数２
倍レーザ。
（１４）前記基本直交成分用の交換手段は、前記第２高
調波の周波数成分を相互交換して干渉を妨害する特許請
求の範囲第１２項記載の周波数２倍レーザ。
（１５）前記交換手段は、前記基本波の周波数で１／４
波長板であり、前記第２高調波の周波数で半波長板であ
る特許請求の範囲第１２項に記載の周波数２倍レーザ。