JPH03263017A - 光波長変換装置 - 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、基本波を第２高調波や和周波、差周波等に波
長変換する光波長変換装置、特に詳細には、非線形光学
材料のバルク単結晶により波長変換を行なう光波長変換
装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、非線形光学材料を利用して、レーザー光を第
２高調波等に波長変換（短波長化）する試みが種々なさ
れている。このようにして波長変換を行なう光波長変換
素子として具体的には、例えば「光エレクトロニクスの
基礎ＪＡ、ＹＡＲＩＶ著、多田邦雄、神谷武志訳（丸善
株式会社）のｐ２００〜２０４に示されるようなバルク
結晶型のものがよく知られている。

ところで、近時、このような光波長変換素子において、
非線形光学材料として有機非線形光学材料のバルク単結
晶を用いる提案が種々なされている。この有機非線形光
学材料は、無機材料に比べて非線形光学定数が極めて大
きいので、この有機非線形光学材料を用いれば高い波長
変換効率を得ることが可能となるのである。この有機非
線形光学材料としては、例えば特開昭６０−２５０３３
４号公報及び”Ｎｏｎ１ｉｎｅｒ　０ｐｔｉｃａｌ　　
Ｐｒｏｐｅｒｔｆｅｓ　ｏｆ’　　Ｏｒｇａｎｉｃ　ａ
ｎｄ　　Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ　　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ−
ＡＣ８ＳＹＭＰＯ５ＩＵＭ　　５ＥＲＩＥＳ　　２２３
、　Ｄａｖｉｄ　　Ｊ、　Ｗｉｌｌｉａｍｓ編（Ａ　ｍ
ｅｒｉｃａｎ　Ｃｈｅ＋ａｉｃａｌ　Ｓ　ｏｃｉｅｔｙ
、　　１９８３年刊）、「有機非線形光学材料」加藤政
雄、中西へ部監修（シー・エム・シー社、１９８５年刊
）、“Ｎ　ｏｎｌ　１ｎｅａｒ　　０ｐｔｉｃａｌ　　
Ｐ　ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　　Ｏｒｇａｎｉｃ　　
Ｍｏ１ｅｃｕｌｅｓａｎｄ　　Ｃｒｙｓｔａｌｓ　”　
Ｄ、　Ｓ、　ＣｈｅｍｌａおよびＪ。

Ｚ　ｙｓｓ編（Ａｃａｄｅａ＋ｌｃ　Ｐｒｅｓｓ　Ｉｎ
ｃ、　、　１９８７年刊）　、Ｒ，Ｔ、　Ｂａ１ｌｅｙ
等による“Ｔｈｅ　　Ｑｕａｌｌｔｙ　ａｎｄ　　Ｐｅ
ｒｆｏｒｇ＋ａｎｃｅ　ｏｒＴｈｅ　　Ｏｒｇａｎｉｃ
　　Ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ　０ｐｔｉｃａｌ　　Ｍａｔ
ｅｒｉａｌ　　（−）　２−（ａ　−Ｍｅｔｈｙｌｂｅ
ｎｚｙｌａｍｆｎｏ）　−５−Ｎ　１ｉｒｏｐｙｒｉｄ
ｉｎｅ　（ＭＢＡ−ＮＰ）　”　　Ｃ０ｐｔｉｃｓ　Ｃ
ｏｍｔｔｒｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、　　Ｖｏｌ、　６５
．　　ＮｏＪ　、　　Ｐ２２９　）等に示されるＭＮＡ
　（２−メチル−４−ニトロアニリン）、ｍＮＡ（メタ
ニトロアニリン）　、ＰＯＭ　（３−メチル−４−二ト
ロピリジン−１−オキサイド）、尿素、ＮＰＰ　［Ｎ−
（４−ニトロフェニル）−（Ｓ）−プロリノール］　、
ＮＰＡＮ　（２−ＣＮ−（４−ニトロフェニル）−Ｎ−
メチルアミノコアセトニトリルｌ　、ＤＡＮ　（２−ジ
メチルアミノ−５−ニトロアセトアニリド）　、ＭＢＡ
−ＮＰ　［２−Ｎ　（α−メチルベンジルアミノ）−５
−ニトロピリジン］さらには特開昭６２−２１０４３２
号公報に示される３、５−ジメチル−１−（４−ニトロ
フェニル）ピラゾール、３，５−ジメチル−１−（４−
ニトロフェニル）−１，２，４−）リアゾール、２−エ
チル−１−（４−ニトロフェニル）イミダ／−ル、１−
（４−ニトロフェニル）ヒロール、２−ジメチルアミノ
１−５−ニトロアセトアニリド、５−ニトロ−２−ピロ
リジノアセトアニリド、３−メチル−４−二トロビリジ
ンーＮ−オキシド等が挙げられる。

例えばＭＮＡは、無機非線形光学材料であるＬｉＮｂ、
０３に比べると２０００倍程度高い波長変換効率を有す
るので、この有機非線形光学材料を用いて光波長変換素
子を形成すれば、一般的な小型かつ低コストの半導体レ
ーザーからの赤外レーザー光を基本波として第２高調波
等を発生させることにより、青領域の短波長レーザー光
を得ることも可能となる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の有機非線形光学材料を用いたバルク単
結晶型の光波長変換素子にあっては、従来、波長変換効
率が時間経過にともなって著しく悪化する、という問題
が認められていた。すなわち、光波長変換素子を構成す
る有機非線形光学材料は、その表面において周囲の空気
等の雰囲気と接するので、この部分から昇華して表面が
荒れたり、あるいは変成して単結晶でなくなってしまっ
て上述の問題を招くのである。

また無機非線形光学材料であっても、例えばＫＤＰのよ
うに潮解性を有する材料からなるバルク単結晶型の光波
長変換素子においては、上記と同様の問題が認められる
。

上記の事情に鑑み、従来より例えばｒ　ＥＥＥＪ、　Ｑ
ｕａｎｔｕＩＩＩＥｌｅｃｔｒｏｎ　、　Ｖｏｌ、　２
４　（１９Ｈ）　ｐ１２０１に示されるように、不活性
の液体を充填させた密閉容器中に光波長変換素子を封入
しておくことも考えられている。

しかし不活性の液体は、屈折率の温度依存性か一般にか
なり大きい。そこでこの液体を用いた場合には、光波長
変換素子から出射して不活性液体中を通過する波長変換
波の波面が、この液体の屈折率変化によって歪みやすく
なり、波長変換波を小さなスポットに絞ることが困難に
なることもある。

また基本波をこのような液体中において進行させると、
この基本波を絞って光波長変換素子内で集光させること
が困難となり、波長変換効率を高める上で不利になる。

さらに光波長変換素子を不活性の液体に接触させると、
極く僅かではあるがその表面が溶解して荒れることがあ
る。そうなると、基本波がこの素子表面で散乱するので
、結晶に入射する基本波の強度が低下し、得られる波長
変換波の光強度か低下する。

また特に、光波長変換素子を封入した密閉容器をレーザ
ー共振器内に配置する場合は、温度による不活性液体の
屈折率変化のために有効キャビティ長が変化する。そう
なると、レーザービームのスポット径や縦モードが変化
して、得られる波長変換波の光強度が不安定となる。

そこで本発明は、上述した種々の問題を解決することが
できる光波長変換装置を提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明の光波長変換装置は、無機あるいは有機の非線形
光学材料を用いたバルク単結晶型の光波長変換素子と、
基本波を発生する光源と、基本波を光波長変換素子に入
射させる入射光学系とを有する光波長変換装置において
、 上記光波長変換素子の表面に、該表面と周囲雰囲気とを
遮断する遮断層を設けた上で、この光波長変換素子を、
この素子から出射した波長変換波を透過させる透明窓を
備えた密閉容器内に収納し、 そしてこの密閉容器内に不活性ガスを充填させたことを
特徴とするものである。

（作　　用） 上記の構成において非線形光学材料は、空気とは勿論の
こと、不活性ガスとさえも直接接しないので、前述した
結晶表面の昇華あるいは変成が確実に防止される。

また、遮断層が有機樹脂のように安定性に問題がある材
料からなる場合でも、その周囲が不活性ガスによって覆
われているから、該遮断層が酸化等により劣化したり、
非線形光学材料表面から剥離することを防止可能である
。さらに、密閉容器の中を湿度０％に保つことも可能で
あるから、遮断層の材料として水系樹脂を用いる場合で
も、その層厚の変化や、密着性の低下を防止することが
できる。

また、不活性ガスの屈折率の温度依存性は、通常無視で
きるほどに小さいので、この屈折率の温度依存性が高い
不活性液体を用いる場合に生じる前述の問題は、本発明
の装置においては生じない。

（実　施　例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図は、本発明の第１実施例による光波長変換装置を
示すものである。この光波長変換装置は密閉容器２０と
、その中に収納されたバルク単結晶型の光波長変換素子
ｌＯと、この光波長変換素子ＩＯにより波長変換される
基本波１５を発する半導体レーザー１６と、上記基本波
１５を光波長変換素子ｌＯ内に入射させる入射光学系と
してのコリメーターレンズ１７および対物レンズ１８と
を有している。そして上記密閉容器２０内には、不活性
ガスの１つである乾燥Ｎ２　（窒素）ガス５０が充填さ
れている。

なお光波長変換素子ｌＯは、密閉容器２０内で保持部材
２２により保持されている。また密閉容器２０には、基
本波１５を透過させる透明窓２７と、後述する第２高調
波を透過させる透明窓２８とが設けられている。

次に光波長変換素子１０について詳しく説明する。

この光波長変換素子１０は、前述した特開昭６２−２１
０４３２号公報に示される３、５−ジメチル１−（４−
ニトロフェニル）ピラゾール（以下、Ｄ　Ｍ　Ｎ　Ｐと
称する）のバルク単結晶からなる。この光波長変換素子
１０は、通常のブリッジマン法により作成することがで
きる。まず、融液状態のＤＭＮＰを適当な型に流し、次
いで急冷させると、このＤＭＮＰが多結晶化する。その
後このＤＭＮＰを、その融点１０２℃より高い温度（例
えば１０５℃）に保たれた炉内から、該融点より低い温
度に保たれた炉外に徐々に引き出すことにより、溶融状
態のＤＭＮＰを炉外への引出し部分から単結晶化させる
。それにより、５０ｍ　ｍ以上もの長い範囲にわたって
単結晶状態となり、結晶方位も一定に揃ったＤＭＮＰが
形成され、光波長変換素子１０を十分に長くすることが
できる。

以上述べたようにして形成したＤＭＮＰ単結晶を、光学
軸ｘＳｙ、ｚに対して図示のようにカットして、バルク
単結晶型の光波長変換素子１０が得られる。そしてこの
光波長変換素子ｌＯの表面にはすべて、アクリル−スチ
レン共重合体からなる遮断層１３が形成される。この遮
断層１３の形成は、例えば大気中におけるスピンコード
処理やデイツプフート処理によって行なわれる。

上記の遮断層１３が乾燥、固化した後、基本波入射端面
となる素子端面１０ａ上に形成された遮断層１３の上に
、反射防止膜１４ａが形成される。この反射防止膜１４
ａは誘電体多層膜、誘電体単層膜等から形成され、波長
１１０６４ｎの基本波１５を良好に透過させるように設
計される。また第２高調波１５’が出射する方の素子端
面１０ｂ上に形成された遮断層１３の上には、反射防止
膜１４ｂが形成される。この反射防止膜１４ｂは誘電体
多層膜、あるいは誘電体単層膜等から形成され、後述す
る波長５３２ｎｍの第２高調波１５“を良好に透過させ
るように設計される。

ＩｎＧａＡｓ歪み超格子半導体レーザー１６から射出さ
れた発散ビームである波長１１０８４ｎのレーザー光（
基本波）１５は、コリメーターレンズ１７によって平行
ビームとされ、さらに対物レンズ１８で集光した上で密
閉容器２０の透明窓２７を透過させ、反射防止膜１４ａ
および遮断層１３を通して光波長変換素子１０内に入射
される。

光波長変換素子ｌＯに対して基本波１５は、第１図図示
の通り、その進行方向とＺ軸とが９０＠の角度をなし、
またその入射方向がＸ軸からＹ軸側に所定の角度θ傾く
状態にして入射される。上述のようにして基本波１５を
光波長変換素子１０に入射させることにより、基本波１
５と第２高調波１５′　との間でタイプ■の位相整合が
取られ、光波長変換素子１０からはこれらの基本波１５
と第２高調波１５′　とが混合したビーム１５”が出射
する。この出射ビーム１５°は、密閉容器２０の透明窓
２８を通って容器外に出射し、コリメーターレンズ３０
で平行ビームとされ、集光レンズ３１で集光される。ま
たこの際、出射ビーム１５″はフィルター３２に通され
、第２高調波１５゛　のみが取り出される。

ここで、光波長変換素子１０においては、前述のような
遮断層１３が設けられているので、有機材料であるＤＭ
ＮＰからなるこの光波長変換素子ＬＯが周囲の雰囲気に
接することがない。したがって、この光波長変換素子ｌ
Ｏの昇華および変成が確実に防止される。

また光波長変換素子ｌＯの光入射端面１０ａ上の遮断層
１３には前述の通りの反射防止膜１４ａが形成されてい
るので、基本波Ｉ５は良好に素子１０内に入射するよう
になる。例えばこの反射防止膜１４ａを誘電体多層膜Ｔ
ｉＯ２／５ｉ０２などから形成することで、基本波１５
の反射率を０．５％以下に抑えることが可能である。

一方光波長変換素子１０の光出射端面１０ｂ上の遮断層
１３には、前述の通りの反射防止膜１４ｂが形成されて
いるので、第２高調波１５゛　は良好に素子外に出射す
るようになる。例えばこの反射防止膜１４ｂを誘電体多
層膜ＴｉＯ２／５ｉ０２などから形成することにより、
第２高調波１５°の反射率を０．５％以下に抑えること
が可能である。

上述の通り反射防止膜１４ａＳ１４ｂは、波長変換効率
を高める上で非常に効果的であるが、本発明においでは
、特にこれらの反射防止膜１４ａ、　１４ｂは設けなく
てもよいし、あるいはそれらのうちの一方のみを設ける
ようにしてもよい。

また本装置においては、光波長変換素子１０を不活性媒
体であるＮ２ガス５０内に閉じ込めているので、遮断層
１３や反射防止膜１４ａ、　１４ｂが酸化したり、湿度
により層厚が変化したり、剥離しゃすくなることを防止
できる。

なお上記実施例では、密閉容器２０内に充填させる不活
性ガスとしてＮ２ガスが用いられているが、この不活性
ガスとしてはその他例えば、Ｈｅ５Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、
Ｘｅ、等を用いることができる。

さらに、上記実施例では、遮断層１３の材料としてアク
リル−スチレン共重合体が用いられているが、この遮断
層１３の材料としては、その他例えばシリコン樹脂、エ
ポキシ樹脂、フッ素系樹脂、ゼラチン、カゼイン、コラ
ーゲン、セルロース、ポリビニールアルコール、ポリ酢
酸ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン
、不飽和ポリエステル、フェノール、ポリアミド、アル
キド樹脂等を用いることができる。

またこの実施例の装置においては特に、密閉容器２０内
に脱酸素剤５１、脱水剤５２および吸着剤５３が固定さ
れている。これらの脱酸素剤５１．脱水剤５２および吸
着剤５３を密閉容器２０内に収めておくと、Ｎ２ガス５
０に混入していたり、密閉容器２０の内壁に付着してい
たり、あるいは遮断層１３を構成する樹脂等から蒸発し
た水分や溶剤や酸素を、光波長変換素子１０の雰囲気か
ら取り除くことが可能となる。そうなっていれば、遮断
層１３や反射防止膜１４ａ％１４ｂの酸化や湿度による
層厚変化や剥離をより確実に防止でき、さらには、遮断
層１３がゼラチン、カゼイン、コラーゲン、セルロース
等の天然または半合成高分子化合物からなる場合それら
にカビが発生する、等の不具合発生も防止可能である。

上述の効果を得る上では、脱酸素剤５１、脱水剤５２お
よび吸着剤５３のすべてを密閉容器２０内に収めておく
のが最も好ましいが、それらのうちの１つあるいは２つ
を収めておいても、それなりの効果か得られる。

上記の脱酸素剤５１としては例えば鉄系脱酸素剤、活性
炭とオルト−ジ−フェノールを用いた脱酸素剤等を用い
ることができる。また脱水剤５２としては例えば、活性
アルミナ、モレキュラシーブ（結晶性ゼオライト）、シ
リカゲル、ＰＺ　０５　、Ｍｇ（ＣｌＯａ　）２　、Ｂ
ａｄ、ＫＯＨＳＮａＯＨＳＣａＯ１ＣａＳＯ４、Ｍｇ０
ＳＣａＣ１２等を用いることができる。また吸着剤５３
としては例えば、活性アルミナ、モレキュラシーブ、シ
リカゲル等を用いることができる。

なお、以上述べたような光波長変換装置を組み立てるた
めには、各素子の光軸合せをする必要があるが、光波長
変換素子１０を密閉容器２０内に収納してそこにＮ２ガ
ス５０を充填させてしまえば、その後はこの密閉容器２
０ごと光波長変換素子１０を位置調整して光軸合せが可
能である。つまり本装置においては、密閉容器２０内に
光波長変換素子ＩＯ以外の素子をも収納して、それらの
光軸合せを密閉容器２０内で行なう場合のような煩わし
さが生じない。

次に、第２図を参照して本発明の第２実施例について説
明する。なおこの第２図において、前記第１図中の要素
と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明
は、特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。また
、この第２図および次に説明する第３図においては、光
源および入射光学系を示していないが、それらは、例え
ば第１図の装置のものを使用すればよい。

この第２図の装置において、密閉容器２０の一部を構成
するガラス製透明窓２７．２８は、筒状の容器本体２０
ａに対して、ガスケット２５を介してボルト２Ｂで固定
されるようになっている。

このような構成においては、透明窓２７．２Ｂを接着剤
等により固定する第１図の構成に比べれば、Ｎ２ガス５
０の密封はやや困難になる。しかしその一方、装置組立
後に光波長変換素子ｌＯを取り出す必要が生じた際には
、密閉容器２０を破壊せずに光波長変換素子ｌＯを取出
し可能であり、その点でより経済的である。

次に、第３図を参照して本発明の第３実施例について説
明する。この装置においては、密閉容器本体２０ａか２
つに分割され、それぞれに透明窓２７．２８が接着等に
より固定されている。各容器本体２０ａは保持部材２２
に、ガスケット２５を介してボルト２６で固定されてい
る。この構成においては、一方の容器本体２０ａを保持
部材２２から取り外せば、光波長変換素子１０の左右片
側半分を完全に開放させることができる。

次に、第４図を参照して本発明の第４実施例について説
明する。この装置においては半導体レーザー１６と、入
射光学系としてのボールレンズ４０も密閉容器２０内に
収められている。これらの半導体レーザー１６とボール
レンズ４０と光波長変換素子ｌＯは、保持部材４１に固
定されている。

このように光源と入射光学系をも密閉容器２０内に収め
る場合は、第２高調波１５゛　が出射する側にのみ透明
窓２８を設ければよい。

この装置においても、密閉容器２０内に光波長変換素子
１０をＮ２ガス５０とともに封入し、そして光波長変換
素子１０の表面に遮断層１３を設けたことにより、前述
と同様の効果が得られる。

次に、第５図を参照して本発明の第５実施例について説
明する。この装置は、ボンピング光としてのレーザービ
ーム６１を発する半導体レーザー（フェーズドアレイレ
ーザー）８２と、発散光である上記レーザービーム６１
を平行光化するコリメーターレンズ６３と、平行光化さ
れたレーザービーム６１を集束させる集光レンズ６４と
、ネオジム（Ｎｄ）がドーピングされた固体レーザーロ
ッドであるＹＡＧロッド（以下、Ｎｄ：ＹＡＧロッドと
称する）６５と、このＮｄ’：ＹＡＧロッド６５の前方
側（図中右方側）および後方側にそれぞれ配された共振
器６ＢＡ、６８Ｂと、共振器６６ＢとＮｄ　：　ＹＡＧ
ロッド６５の間に配された光波長変換素子６７とからな
る。

なおフェーズドアレイレーザー６２は、ベルチェ素子６
９と図示しない温調回路により、所定温度に温調される
。

上記共振器８８Ａ、　６６Ｂは筒状部材２０ａの両端に
固定されて、密閉容器２０の一部を構成している。

光波長変換素子６７とＮｄ：ＹＡＧロッド６５はこの密
閉容器２０の中において、保持部材７３に固定されてい
る。

上記光波長変換素子６７も、前述したＤＭＮＰのバルク
単結晶からなる。そしてその表面には、前述と同様の遮
断層１３が形成され、その上には反射防止膜７１ａ、７
１ｂが設けられている。一方の反射防止膜７１ａは、レ
ーザービーム６１および後述するレーザービームＢ８の
反射を防止するように、そして他方の反射防止膜７１ｂ
は、レーザービーム８１゜６８および後述する第２高調
波７０の反射を防止するように設計されている。また密
閉容器２０の内部には、乾燥Ｎ２ガス５０が封入されて
いる。

上記フェーズドアレイレーザー６２は、波長λ１＝８１
０ｎｍのレーザービーム６１を発するものが用いられて
いる。一方Ｎｄ：ＹＡＧロッド６５は、上記レーザービ
ーム６１によってネオジム原子が励起されることにより
、波長λ２−１０Ｂ４ｎｍのレーサービーム６８を発す
る。

入射側共振器６１３ＢのＮｄ：ＹＡＧロッド６５側の面
６６ｂは球面の一部をなす形状とされ、その表面には、
波長１１０６４ｎのレーザービーム６８は良好に反射さ
せ、波長８１０ｎｍのボンピング用レーザービーム６１
は良好に透過させるコーティングが施されている。−力
出力側共振器６６ＡのＮｄ：ＹＡＧロッド６５側の面６
［ｉａも球面の一部をなす形状とされ、その表面には、
波長１１０６４ｎのレーザービーム６８および波長８１
０ｎｍのレーザービーム６１は良好に反射させ、そして
後述する波長５３２ｎｍの第２高調波７０は良好に透過
させるコーティングが施されている。

したがって波長１０Ｂ４ｎｍのレーザービーム６８は、
上記共振器６ＢＡ、６６Ｂの各面［ｉ６ａ、　６ｅｂの
間に閉じ込められて、レーザー発振を引き起こす。この
レーザービーム６８は光波長変換素子６７に入射し、同
じくこの素子６７に入射したボンピング用レーザービー
ム６１とこのレーザービーム６８が、波長λ３＝５３２
ｎｍの第２高調波７０に波長変換される。なお、λ３−
λ２／２である。

光波長変換素子６７に対してレーザービーム６１および
６８は、第５図図示の通り、結晶内部でのその進行方向
とＺ軸とが所定の角度θをなし、またその入射方向かｚ
−Ｘ面と平行になる状態で入射される。このようにして
レーザービーム６８を光波長変換素子６７に入射させる
ことにより、基本波としてのレーザービーム６８と第２
高調波７０との間でタイプＩの位相整合が取られ、光波
長変換素子６７からはこのレーザービーム６８と第２高
調波７０とが混合したビームが出射する。共振器８ＢＡ
の面８８ａには前述した通りのコーティングが施されて
いるので、この共振器６８Ａからは、はぼ第２高調波７
０（波長λ３−５３２　ｎｍ）のみが取り出される。

この装置においても、密閉容器２０内に光波長変換素子
６７をＮ２ガス５０とともに封入し、そして光波長変換
素子６７の表面に遮断層１３を設けたことにより、前述
と同様の効果が得られる。

またこの装置においても、不活性媒体として屈折率の温
度依存性が無視できるほどに低いＮ２ガス５０を用いて
いるので、不活性液体を用いる場合に生じる種々の不具
合は発生しない。そして特にこの装置においては、共振
器６６Ａ、　６［ｉＢの間に不活性液体を封入した場合
に生じる前述の問題、すなわち有効キャビティ長が不活
性液体の温度変化にともなう屈折率変化に応じて変化し
て、得られる第２高調波７０の光強度が不安定になると
いう問題も防止可能である。

なお、この実施例ではキャビティ全体を密封しているが
、この他に波長変換素子だけを例えば第１〜３実施例と
同様にして密封し、装置全体を開放にしてもよい。

以上、有機非線形光学材料から光波長変換素子を形成し
た実施例について説明したが、本発明は例えばＫＤＰ等
、潮解性の有る無機非線形光学材料のバルク単結晶から
光波長変換素子を形成する場合にも、同様に適用可能で
ある。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の光波長変換装置におい
ては、非線形光学材料のバルク単結晶からなる光波長変
換素子の表面に遮断層を設け、さらにこの素子を不活性
ガス内に閉じ込めた構成としたので、非線形光学材料の
昇華、変成、潮解等が確実に防止される。また上記の構
成により遮断層の劣化や層厚変化や剥離も抑えられるか
ら、上記の効果は長期に亘り安定して得られる。したが
ってこの光波長変換装置によれば、基本波の入射効率が
低下することを防止して、光波長変換素子の波長変換効
率を高く維持することが可能となる。

また上記の構成としたことにより、光波長変換素子の端
面、半導体レーザー、レンズ等にゴミが付着したり、あ
るいは傷が付くことも防止でき、この点から光波長変換
素子の波長変換効率が低下することも防止でき、さらに
は、取扱性が良くなるという効果も得られる。

さらに本発明の光波長変換装置においては、密閉容器内
に封入する不活性媒体として、屈折率の温度依存性が無
視できるほどに小さい不活性ガスを用いているから、こ
の不活性媒体として液体を用いたときに生じる種々の不
具合、すなわち、波長変換波の波面が歪むこと、基本波
の集光が困難になること、光波長変換素子の表面が荒れ
ること、そしてレーザー共振器間に光波長変換素子を配
したときに有効キャビティ長が変化して波長変換波の光
強度が変動すること、をすべで防止可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例による光波長変換装置を
示す一部破断側面図、 第２図および第３図はそれぞれ、本発明の第２実施例、
第３実施例による光波長変換装置の要部を示す一部破断
側面図、 第４図および第５図はそれぞれ、本発明の第４実施例、
第５実施例による光波長変換装置を示す一部破断側面図
である。 １Ｏ１Ｂ７・・・光波長変換素子　１３・・・遮断層１
４ａ、１４ｂ、７１ａ、’Ｈｂ−・・反射防止膜１５．
６１、Ｂ８・・・基本波　　　１５°、７０・・・第２
高調波１６．６２・・・半導体レーザー １７．３０．６３・・・コリメーターレンズ２０・・・
密閉容器　　　　　　２２．４１・・・保持部材２５・
・・ガスケット　　　　　２６・・・ボルト２７．２８
・・・透明窓 ４０・・・ボールレンズ ５１・・・脱酸素剤 ５３・・・吸着剤 ６５・・・Ｎｄ：ＹＡＧロッド ３１・・集光レンズ ５０・・・Ｎ２ガス ５２・・・脱水剤 ６４・・・集光レンズ ６６Ａ、　［ｉ６Ｂ・・共振器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非線形光学材料のバルク単結晶からなり、入射された基
   本波を波長変換して出射させる光波長変換素子と、 この光波長変換素子の表面に設けられ、該表面と周囲雰
   囲気とを遮断する遮断層と、 前記基本波を発生する光源と、 この基本波を前記光波長変換素子に入射させる入射光学
   系と、 前記光波長変換素子を収納し、この素子から出射した波
   長変換波を透過させる透明窓を備えた密閉容器と、 この密閉容器内に充填された不活性ガスとからなる光波
   長変換装置。