JPS63165825A - 波長可変レ−ザ装置 - Google Patents

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」 本発明は非線形光学結晶を所定角度だけ回転させて結晶
面に対する入射レーザ光の入射角度を変えることにより
異なる波長のレーザ光を得るようにした波長可変レーザ
装置に係り、前記結晶の回転によって射出レーザ光の光
軸が入射レーザ光の光軸に対し平行移動したとき、その
ずれた光軸を補正する装置に関するものである。

「従来の技術」 一般に、波長可変レーザ装置は、第６図に示すように、
光パラメトリツク発振部（１）と第２高調波発生部（２
）とを具備し、このうち、光パラメトリツク発振部（１
）は、入射レーザ光のパワー密度を上げるためのコリメ
ータ部（３）と、所定の帯域幅の反射率を有する入力ミ
ラー（４）および出力ミラー（５）と、回転可能な非線
形光学結晶（６）とからなり、また、第２高調波発生部
（２）はパワー密度を上げるレンズ（７）（８）と第２
高調波を得る結晶（９）とからなるものである。

このような構成において、波長が連続的に変化するレー
ザ光を出力するには励起光としてＮｄ−ＹＡＧレーザの
第３高調波レーザ光の３５５ｎｍまたはエキシマレーザ
の３０８ｎ■のレーザ光が用いられる。光パラメトリツ
ク発振部（１）に内蔵されているニオブ酸リチウム、尿
素結晶などからなる前記結晶（６）は結晶面への入射角
（θ。）により波長の異なる光を発生する。具体的には
Ｎｄ−ＹＡＧレーザの３５５ｎ■で励起し尿素結晶を用
いた場合、結晶（６）の回転により５００〜１２００ｎ
＋ａのコヒーレント光が得られる。結晶（６）から射出
したレーザ光は入出力ミラー（４）（５）間で発振し出
力する。

第２高調波発生部（２）を組み合わせた場合には、さら
に広帯域の２５０−１２００ｎ璽の発振光を得ることが
できる。第２高調波発生部（２）の結晶（９）も波長に
よって回転させる必要があり光パラメトリツク発振部（
１）の結晶（６）と同調した回転制御が必要である。

「発明が解決しようとする問題点」 波長可変レーザ装置は結晶（６）を回転させ、結晶軸と
入射レーザ光の角度を変えることにより波長を変化させ
るが、結晶（６）の回転に伴い、出力レーザ光は回転角
（θ。）と入射レーザ波長に依存して第６図の点線のよ
うに入射ビームに対し平行移動（ｄ）を起こす、波長に
より射出レーザ光の位置（ｄ）が変化することは測定用
として波長可変レーザを用いるような場合大きな欠点と
なる。このため波長を変えた時は、射出位置の変化しな
いレーザ光を得るための補正が必要となるという問題が
あった。

ｒ問題点を解決するための手段」 本発明は上述のような問題点を解決するためになされた
もので、非線形光学結晶面に対する入射レーザ光の入射
角度を変えることにより異なる波長のレーザ光を射出せ
しめるようにした装置において、前記結晶の射出レーザ
光の光軸上に設けられた光軸補正用の透明な誘電体と、
この誘電体を回転する回転駆動装置とを具備し、前記射
出レーザ光の平行移動量に対応して前記誘電体を回転し
て誘電体の射出レーザ光を平行移動して光軸を補正する
ようにしたものである。

「作用」 射出レーザ光の波長を変えるために結晶を回転すると、
射出レーザ光は、もとのレーザ光軸に対し平行移動し光
軸ずれが生じる。結晶の回転角とレーザ光の平行移動量
は相関関係があるので、結晶の回転角の大きさに対応し
て誘電体の回転角度を回転駆動装置によって回転して光
軸を逆方向に平行移動する。すると、射出レーザ光軸は
もとの入射レーザ光軸と一致する。

「実施例」 以下１本発明の実施例を図面に基づき説明する。

なお、第６図と同一部分については同一符号を付す。

第１図において、（６）は非線形光学結晶で、この結晶
（６）は入射レーザ光軸（１０）に対する回転角（θ。

）を制御するために、結晶駆動装置Ｉ（１１）のテーブ
ル上に取付けられている。前記結晶（６）の射出レーザ
光軸（１２）側には、この射出レーザ光軸（１２）上に
、光軸補正用の透明な誘電体（１３）が設けられている
。この誘電体（１３）は広い波長範囲にねたって透過率
の高い材料、例えば石英ガラスが使用され、また、この
誘電体（１３）は、入射ビーム（１２）が屈折し、射出
ビーム（１４）が、入射ビーム（１２）に対して平行移
動することが必要であるから、入射面と射出面を平行に
研摩する。前記平行移動したときの移動量ｄは、第２図
に示すように、誘電体（１３）の屈折率をｎ（これは入
射ビーム波長に依存する）、誘電体（１３）の長さをＬ
、回転角を０１とすると。

丁 θ。

θ、＝ａｉｎ−″（ｓｉｎ　−） となる、ここで、垂直入射（θ□＝０度）近傍でＬ＝５
閣、ｎ＝１．５のとき、移動量ｄ＝０．１ｍの分解能を
得るためには１回転角の分解能として１度程度が求めら
れる。このような回転角の分解能を得るため、前記誘電
体（１３）は第３図に示すような回転駆動装置（１５）
に取付けられる。この回転駆動装置（１５）は、筐体（
１６）内にリニアステッピングモータ、サーボモータな
どのモータ（１７）を収納し、また、筐体（１６）の上
面にはテーブル（１８）を設け、このテーブル（１８）
の軸（１９）を軸受（２０）によって回動自在とし、モ
ータ軸（２１）とカップリング（２２）で結合する。そ
して、前記テーブル（１８）上に前記誘電体（１３）が
固着される。

前記結晶駆動袋６１（１１）と誘電体回転駆動装置（１
５）はそれぞれ駆動回路（２３）　（２４）に結合され
、これらの駆動回路（２３）　（２４）はＣＰ　Ｕ　（
２５）の演算部（２６）（２７）に結合されている。こ
のｃ　Ｐ　Ｕ　（２５）には、メモリ（２８）と射出レ
ーザ光の波長制御信号入力端子（２９）が結合されてい
る。

以上のような構成において、入力端子（２９）に目的の
波長（λ）の射出レーザ光を得るための信号が入力する
と、その信号がｃ　ｐ　Ｕ　（２５）の演算部（２６）
に加えられる。すると、この演算部（２６）からモータ
駆動回路（２３）側には目的の回転角（θ。）に相当す
る信号が送られて駆動装置！（１１）が回転し結晶（６
）を所定角（θ。）だけ回転する。すると、射出レーザ
光の波長が変るのでその光軸（■２）が所定量（ｄ）だ
け平行移動する。同時に、前記演算部（２６）から演算
部（２７）へ平行移動量ｄのデータが送られる。

またメモリ（２８）には誘電体（１３）の長さし、屈折
率ｎのデータが記憶されている。特に、屈折率ｎは波長
分散があるため多数のデータが必要で、これらのデータ
がすべてメモリ（２Ｂ）に記憶されている。

そしてメモリ（２８）のデータと演算部（２６）のデー
タとから演算部（２７）で回転角（θ１）を演算して駆
動回路（２４）へ信号を送り、誘電体回転駆動装置（１
５）に前記平行移動（ｄ）量に対応する信号が送られて
モータ（１７）が回転し、カップリング（２２）を介し
てテーブル（１８）が旋回し、誘電体（１３）が旋回し
光軸を移動する。そのため、屈折後の光軸（１４）が入
射レーザの光軸（１０）に常に一致する。

つぎに、本発明の他の実施例を第４図に基づき説明する
。

この第４図において、誘電体（１３）の射出光軸（１４
）上にハーフミラ−（３０）を介在させ、このハーフミ
ラ−（３０）で取出した一部の反射光軸（３１）に２分
割フォトダイオード（３２）を設け、この２分割フォト
ダイオード（３２）の２つのセグメントの出力側を差動
増幅器（３３）に結合し、さらに前記誘電体回転駆動装
置（１５）の駆動回路（２４）に結合する。

以上のような構成において、誘電体（１３）の透過光の
一部をハーフミラ−（３０）で取出し２分割フォトダイ
オード（３２）に入射する。この２分割フォトダイオー
ド（３２）の２個のセグメントの出力を差動増幅器（３
３）に入力して減算を行なう、この差動増幅器（３３）
の出力は、射出レーザ光が平行ずれを起すと、そのずれ
の大きさおよび方向によって、第５図のような特性変化
を示す、したがって、この出力が常に零になるようにサ
ーボをかけることにより、射出レーザ光軸を一定に制御
する。

なお、第６図において、光軸の平行移動は光パラメトリ
ツク発振部（１）だけでなく、第２高調波発生部（２）
でも発生するので、以上の装置をこの第２高調波発生部
（２）の結晶（９）の後に設置することもできる。

「発明の効果」 本発明は上述のように構成したので、レーザ光の波長を
変えるため非線形光学結晶を旋回したときに生ずる光軸
のずれが誘電体の回転によって自動的に補正される。し
たがって、レーザ光を測定に用いる場合でも測定誤差が
生ずることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による波長可変レーザ装置の第１実施例
を示す説明図、第２図は誘電体の回転による光軸補正の
説明図、第３図は誘電体回転駆動装置の具体的な機構図
、第４図は本発明の他の実施例の説明図、第５図は差動
増幅器の出力特性図、第６図は一般的な波長可変レーザ
装置の説明図である。 （１）・・・光パラメトリツク発振部、（２）・・・第
２高調波発生部、（３）・・・コリメータ部、　（４）
（５）・・・ミラー、（６）・・・結晶、（７）　（８
）・・・レンズ、（９）・・・結晶、　（１０）・・・
光軸、　（１１）・・・結晶駆動装置、　（１２）・・
・光軸、（１３）・・・誘電体、（１４）・・・光軸、
　（１５）・・・誘電体回転駆動装置、（１６）・・・
筐体、（１７）・・・モータ、　（１８）用テーブル、
（１９）・・・軸、（２０）・・・軸受、　（２１）・
・・モータ軸、　（２２）・・・カップリング、（２３
）　（２４）・・・駆動回路、　（２５）・・・ＣＰＵ
、（２６）　（２７）・・・演算部、（２８）・・・メ
モリ、（２９）・・・入力端子、（３０）・・・ハーフ
ミラ−、（３１）・・・・・・光軸、　（３２）・・・
２分割フォトダイオード、　（３３）・・・差動増幅器
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非線形光学結晶面に対する入射レーザ光の入射角
   度を変えることにより異なる波長のレーザ光を射出せし
   めるようにした装置において、前記結晶の射出レーザ光
   の光軸上に設けられた光軸補正用の透明な誘電体と、こ
   の誘電体を回転する回転駆動装置とを具備し、前記射出
   レーザ光の平行移動量に対応して前記誘電体を回転して
   誘電体の射出レーザ光を平行移動して光軸を補正するよ
   うにしたことを特徴とする波長可変レーザ装置。
2. （２）誘電体回転駆動装置はＣＰＵからの結晶角度制御
   信号と対応せしめた信号にて誘電体を回転せしめるよう
   にした特許請求の範囲第１項記載の波長可変レーザ装置
   。
3. （３）誘電体回転駆動装置は射出レーザ光を２分割フォ
   トダイオードと差動増幅器で光軸ずれを検出しそのずれ
   が零となるようにサーボをかけるようにした特許請求の
   範囲第１項記載の波長可変レーザ装置。