JPH04267576A - 固体レ−ザ装置 - Google Patents
固体レ−ザ装置Info
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- JPH04267576A JPH04267576A JP4859591A JP4859591A JPH04267576A JP H04267576 A JPH04267576 A JP H04267576A JP 4859591 A JP4859591 A JP 4859591A JP 4859591 A JP4859591 A JP 4859591A JP H04267576 A JPH04267576 A JP H04267576A
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Landscapes
- Lasers (AREA)
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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レ−ザ励起イッ
トリウム，アルミニウム，ガ−ネット結晶（以下ＹＡＧ
と呼ぶ）レ−ザ及び非線形光学結晶であるチタン，リン
酸カリウム（以下ＫＴＰと呼ぶ）結晶を用いたＹＡＧレ
−ザ第２高調波発生装置に関する。
トリウム，アルミニウム，ガ−ネット結晶（以下ＹＡＧ
と呼ぶ）レ−ザ及び非線形光学結晶であるチタン，リン
酸カリウム（以下ＫＴＰと呼ぶ）結晶を用いたＹＡＧレ
−ザ第２高調波発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体レ−ザは、Ａｒ＋ レ−ザ，Ｈｅ−
Ｎｅレ−ザ等のガスレ−ザに比較すると、小型軽量、
長寿命、電気一光変換効率が高い、動作が安定等の特徴
を有し、種々の産業分野において利用が拡大している。 固体レ−ザは、波長が１０６４ｎｍと１３２０ｎｍの近
赤外レ−ザが主なものであるが、非線形光学結晶を用い
該固体レ−ザの第２高調波、すなわち２分の１の波長を
もつ可視レ−ザを発生させる装置も実現されつつある。
Ｎｅレ−ザ等のガスレ−ザに比較すると、小型軽量、
長寿命、電気一光変換効率が高い、動作が安定等の特徴
を有し、種々の産業分野において利用が拡大している。 固体レ−ザは、波長が１０６４ｎｍと１３２０ｎｍの近
赤外レ−ザが主なものであるが、非線形光学結晶を用い
該固体レ−ザの第２高調波、すなわち２分の１の波長を
もつ可視レ−ザを発生させる装置も実現されつつある。
【０００３】具体的には、ＹＡＧ結晶を半導体レ−ザ光
によって励起しレ−ザ発振を行わせ、波長１０６４ｎｍ
の近赤外レ−ザ光を得る。このとき、ＹＡＧ結晶と出力
ミラ−により構成される共振器内に非線形光学結晶を配
置すると、ＹＡＧレ−ザ基本波の波長変換が行われ、基
本波の２倍の周波数をもつ可視レ−ザ光が得られる。
によって励起しレ−ザ発振を行わせ、波長１０６４ｎｍ
の近赤外レ−ザ光を得る。このとき、ＹＡＧ結晶と出力
ミラ−により構成される共振器内に非線形光学結晶を配
置すると、ＹＡＧレ−ザ基本波の波長変換が行われ、基
本波の２倍の周波数をもつ可視レ−ザ光が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】非線形光学結晶として
、ＫＴＰを用いたかかる可視レ−ザ光発生装置において
は、例えば「Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｂ
Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．９，１１７５〜１１８０，‘８６
」に述べられているように、連続発振の第２高調波出力
を得ようとすると、出力がパルス光の集合体のようにな
り、安定した連続発振出力を得ることができないという
問題がある。
、ＫＴＰを用いたかかる可視レ−ザ光発生装置において
は、例えば「Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ
Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｂ
Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．９，１１７５〜１１８０，‘８６
」に述べられているように、連続発振の第２高調波出力
を得ようとすると、出力がパルス光の集合体のようにな
り、安定した連続発振出力を得ることができないという
問題がある。
【０００５】このような上述の問題を解決する方法とし
て、「Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１
３，Ｎｏ．１０，８０５〜８０７，’８８」ではＹＡＧ
レ−ザ共振器内において、ＫＴＰ結晶と出力ミラ−の間
に１／４波長板を挿入し、かつ該１／４波長板の高速軸
をＫＴＰ結晶の異常光線軸に対して４５゜となるよう配
置し、共振器内の基本波の偏光方向を、制御する方法が
述べられている。ＹＡＧレ−ザ第２高調波発生装置にお
いて、該ＹＡＧレ−ザ第２高調波出力が不安定になる原
因は、共振器内の基本波の偏光モ−ドが規制されていな
いため、第２高調波の縦モ−ド間に、カップリングが生
じるためであると考えられている。
て、「Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１
３，Ｎｏ．１０，８０５〜８０７，’８８」ではＹＡＧ
レ−ザ共振器内において、ＫＴＰ結晶と出力ミラ−の間
に１／４波長板を挿入し、かつ該１／４波長板の高速軸
をＫＴＰ結晶の異常光線軸に対して４５゜となるよう配
置し、共振器内の基本波の偏光方向を、制御する方法が
述べられている。ＹＡＧレ−ザ第２高調波発生装置にお
いて、該ＹＡＧレ−ザ第２高調波出力が不安定になる原
因は、共振器内の基本波の偏光モ−ドが規制されていな
いため、第２高調波の縦モ−ド間に、カップリングが生
じるためであると考えられている。
【０００６】一般に、ＹＡＧ結晶励起用半導体レ−ザは
、出力が２００ｍｗ〜１ｗ 程度のものが用いられ、そ
の出射光は直線偏光ではなく、半導体レ−ザ接合面に平
行な方向を主軸とするだ円偏光である。半導体レ−ザ光
出力が３００〜５００ｍｗの範囲では通常５０〜１００
という偏光比を有する。このようなだ円偏光の半導体レ
−ザ光によりＹＡＧ結晶を励起すると主軸と異なる角度
の偏光成分のため、ＹＡＧレ−ザ共振器内に１／４波長
板を挿入し、該１／４波長板の高速軸をＫＴＰ結晶の異
常光線軸に対し４５゜となるよう配置した場合において
も、共振器内のＹＡＧレ−ザ基本波の偏光方向を一方向
に規制することができず、ＹＡＧレ−ザ第２高調波出力
は不安定となることを発明者は見出した。本発明は、か
かる問題点を解決し、安定したＹＡＧレ−ザ第２高調波
出力を得んとするものである。
、出力が２００ｍｗ〜１ｗ 程度のものが用いられ、そ
の出射光は直線偏光ではなく、半導体レ−ザ接合面に平
行な方向を主軸とするだ円偏光である。半導体レ−ザ光
出力が３００〜５００ｍｗの範囲では通常５０〜１００
という偏光比を有する。このようなだ円偏光の半導体レ
−ザ光によりＹＡＧ結晶を励起すると主軸と異なる角度
の偏光成分のため、ＹＡＧレ−ザ共振器内に１／４波長
板を挿入し、該１／４波長板の高速軸をＫＴＰ結晶の異
常光線軸に対し４５゜となるよう配置した場合において
も、共振器内のＹＡＧレ−ザ基本波の偏光方向を一方向
に規制することができず、ＹＡＧレ−ザ第２高調波出力
は不安定となることを発明者は見出した。本発明は、か
かる問題点を解決し、安定したＹＡＧレ−ザ第２高調波
出力を得んとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体レ−ザ
と、該半導体レ−ザ出射光を集光する光学系と、ＹＡＧ
結晶と、ＫＴＰ結晶と、出力ミラ−より構成される半導
体レ−ザ励起ＹＡＧレ−ザ第２高調波発生光学系におい
て半導体レ−ザとＹＡＧ結晶間に平行平面透明ガラス板
を挿入し、該平行平面透明ガラス板と半導体レ−ザ接合
面に垂直な方向に傾斜させ、かつ前記半導体レ−ザ光の
偏光方向と前記ＫＴＰ結晶異常光線軸とのなす角度を略
４５゜としたことを特徴としている。
と、該半導体レ−ザ出射光を集光する光学系と、ＹＡＧ
結晶と、ＫＴＰ結晶と、出力ミラ−より構成される半導
体レ−ザ励起ＹＡＧレ−ザ第２高調波発生光学系におい
て半導体レ−ザとＹＡＧ結晶間に平行平面透明ガラス板
を挿入し、該平行平面透明ガラス板と半導体レ−ザ接合
面に垂直な方向に傾斜させ、かつ前記半導体レ−ザ光の
偏光方向と前記ＫＴＰ結晶異常光線軸とのなす角度を略
４５゜としたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明では、半導体レ−ザとＹＡＧ結晶間に平
行平面透明ガラス板を挿入し、その平行平面透明ガラス
板を半導体レ−ザ接合面に垂直な方向に傾斜させる。そ
のため楕円偏光の半導体レ−ザ光は、平行平面透明ガラ
ス板を通過すると主軸と９０゜の角度をもった偏光成分
は平行平面透明ガラス板により反射されるので、平行平
面透明ガラス板を通過した半導体レ−ザ光は、直線偏光
と見なすことができる。
行平面透明ガラス板を挿入し、その平行平面透明ガラス
板を半導体レ−ザ接合面に垂直な方向に傾斜させる。そ
のため楕円偏光の半導体レ−ザ光は、平行平面透明ガラ
ス板を通過すると主軸と９０゜の角度をもった偏光成分
は平行平面透明ガラス板により反射されるので、平行平
面透明ガラス板を通過した半導体レ−ザ光は、直線偏光
と見なすことができる。
【０００９】したがってＹＡＧ結晶励起光である半導体
レ−ザ光は、偏光面主軸とは異なる角度の偏光成分をも
たないため、共振器内のＹＡＧレ−ザの基本波偏光方向
を一方向に定めることができる。そして、ＹＡＧレ−ザ
の基本波の偏光方向とＫＴＰ結晶の異常光線軸がなす角
度を４５゜にすると、第２高調波の縦モ−ド間のカップ
リングが生じずその出力は安定する。しかも、共振器内
に１／４波長板を配置することも不必要になる。
レ−ザ光は、偏光面主軸とは異なる角度の偏光成分をも
たないため、共振器内のＹＡＧレ−ザの基本波偏光方向
を一方向に定めることができる。そして、ＹＡＧレ−ザ
の基本波の偏光方向とＫＴＰ結晶の異常光線軸がなす角
度を４５゜にすると、第２高調波の縦モ−ド間のカップ
リングが生じずその出力は安定する。しかも、共振器内
に１／４波長板を配置することも不必要になる。
【００１０】
【実施例】本発明を実施例にもとづき具体的に説明する
。図１は、本発明による固体レ−ザ装置の一実施例を示
す図である。最大出力５００ｍｗの半導体レ−ザ１１か
ら出射された波長８０８ｎｍのレ−ザ光を、焦点距離８
ｍｍのコリメ−ティングレンズ１２と焦点距離１４．５
ｍｍのフォ−カシングレンズ１３を通して、直径３ｍｍ
長さ７ｍｍのＹＡＧ結晶１４の端面近傍に集光し、該Ｙ
ＡＧ結晶１４を励起する。ＹＡＧ結晶１４の半導体レ−
ザ光入射側端と、半径５０ｍｍの曲率の凹面出力ミラ−
１６は、波長１０６４ｎｍにおいて高反射率になるよう
誘電体コ−ティングが施され、ＹＡＧレ−ザ基本波の共
振器を構成している。
。図１は、本発明による固体レ−ザ装置の一実施例を示
す図である。最大出力５００ｍｗの半導体レ−ザ１１か
ら出射された波長８０８ｎｍのレ−ザ光を、焦点距離８
ｍｍのコリメ−ティングレンズ１２と焦点距離１４．５
ｍｍのフォ−カシングレンズ１３を通して、直径３ｍｍ
長さ７ｍｍのＹＡＧ結晶１４の端面近傍に集光し、該Ｙ
ＡＧ結晶１４を励起する。ＹＡＧ結晶１４の半導体レ−
ザ光入射側端と、半径５０ｍｍの曲率の凹面出力ミラ−
１６は、波長１０６４ｎｍにおいて高反射率になるよう
誘電体コ−ティングが施され、ＹＡＧレ−ザ基本波の共
振器を構成している。
【００１１】共振器長は３０〜５０ｍｍとした。この光
学系においては、半導体レ−ザ出力が３００ｍｗの時、
共振器内の波長１０６４ｎｍのＹＡＧレ−ザ基本波のパ
ワ−は３〜５ｗ である。この共振器内に３ｍｍ×３ｍ
ｍ×５ｍｍのＫＴＰ結晶１５を挿入し、ＹＡＧレ−ザ基
本波の光軸に対しＫＴＰ結晶１５のＺ軸が９０゜Ｘ軸が
２３．５゜となるよう位置を調整し、ＴｙｐｅＩＩの位
相整合を行うと、ＫＴＰ結晶１５の非線形光学効果で、
波長１０６４ｎｍのＹＡＧレ−ザ基本波の第２高調波で
ある波長５３２ｎｍのレ−ザ光が得られ、その出力は３
〜５ｍｗとなる。
学系においては、半導体レ−ザ出力が３００ｍｗの時、
共振器内の波長１０６４ｎｍのＹＡＧレ−ザ基本波のパ
ワ−は３〜５ｗ である。この共振器内に３ｍｍ×３ｍ
ｍ×５ｍｍのＫＴＰ結晶１５を挿入し、ＹＡＧレ−ザ基
本波の光軸に対しＫＴＰ結晶１５のＺ軸が９０゜Ｘ軸が
２３．５゜となるよう位置を調整し、ＴｙｐｅＩＩの位
相整合を行うと、ＫＴＰ結晶１５の非線形光学効果で、
波長１０６４ｎｍのＹＡＧレ−ザ基本波の第２高調波で
ある波長５３２ｎｍのレ−ザ光が得られ、その出力は３
〜５ｍｗとなる。
【００１２】ＫＴＰ結晶１５はこのとき異常光線軸がＹ
ＡＧレ−ザ基本波の偏光面と４５゜の角度をなすよう配
置する。そして、フォ−カシングレンズ１３とＹＡＧ結
晶１４の間に厚さ０．１ｍｍのＢＫ７透明ガラス板１８
を挿入し、半導体レ−ザ接合面に垂直な方向に５〜４５
゜傾斜させた。傾斜角は半導体レ−ザの偏光比に応じて
調整した。
ＡＧレ−ザ基本波の偏光面と４５゜の角度をなすよう配
置する。そして、フォ−カシングレンズ１３とＹＡＧ結
晶１４の間に厚さ０．１ｍｍのＢＫ７透明ガラス板１８
を挿入し、半導体レ−ザ接合面に垂直な方向に５〜４５
゜傾斜させた。傾斜角は半導体レ−ザの偏光比に応じて
調整した。
【００１３】図２は本実施例の効果を示す図で、本実施
例によるＹＡＧレ−ザ第２高調波出力波形であり安定し
た連続発振出力が得られていることを示している。図３
は平行平面透明ガラス板１８が挿入されていない従来例
によるＹＡＧレ−ザ第２高調波出力波形で、ある一定レ
ベルの連続発振出力にパルス状ノイズが重畳した不安定
な出力であることを示している。
例によるＹＡＧレ−ザ第２高調波出力波形であり安定し
た連続発振出力が得られていることを示している。図３
は平行平面透明ガラス板１８が挿入されていない従来例
によるＹＡＧレ−ザ第２高調波出力波形で、ある一定レ
ベルの連続発振出力にパルス状ノイズが重畳した不安定
な出力であることを示している。
【００１４】本実施例においては、平行平面透明ガラス
板１８をフォ−カシングレンズ１３とＹＡＧ結晶１４の
間に挿入したが、挿入位置はこれに限定されることなく
、半導体レ−ザ１１とＹＡＧ結晶１４の間であればどの
位置であっても良い。例えば半導体レ−ザ１１とコリメ
−ティングレンズ１２の間あるいはコリメ−ティングレ
ンズ１２とフォ−カシングレンズ１３の間であっても上
記実施例と同一の効果を得ることができる。
板１８をフォ−カシングレンズ１３とＹＡＧ結晶１４の
間に挿入したが、挿入位置はこれに限定されることなく
、半導体レ−ザ１１とＹＡＧ結晶１４の間であればどの
位置であっても良い。例えば半導体レ−ザ１１とコリメ
−ティングレンズ１２の間あるいはコリメ−ティングレ
ンズ１２とフォ−カシングレンズ１３の間であっても上
記実施例と同一の効果を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】このように本発明によれば、だ円偏光の
半導体レ−ザ出射光は平行平面透明ガラス板により直線
偏光に変換されるため、ＹＡＧレ−ザ共振器内において
、波長１０６４ｎｍの基本波の偏光方向を一方向に規制
することができるので、安定した連続発振のＹＡＧレ−
ザ第２高調波出力が得られる。
半導体レ−ザ出射光は平行平面透明ガラス板により直線
偏光に変換されるため、ＹＡＧレ−ザ共振器内において
、波長１０６４ｎｍの基本波の偏光方向を一方向に規制
することができるので、安定した連続発振のＹＡＧレ−
ザ第２高調波出力が得られる。
【図１】本発明によるＹＡＧレ−ザ第２高調波出力光学
系を示す概略構成図である。
系を示す概略構成図である。
【図２】本発明によるＹＡＧレ−ザ第２高調波出力波形
を示す図である。
を示す図である。
【図３】従来例を示すＹＡＧレ−ザ第２高調波出力波形
を示す図である。
を示す図である。
１１ 半導体レ−ザ
１２ コリメ−ティングレンズ
１３ フォ−カシングレンズ
１４ ＹＡＧ結晶
１５ ＫＴＰ結晶
１６ 出力ミラ−
１７ 波長選択フィルタ−
１８ 平行平面透明ガラス板
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レ−ザと、該半導体レ−ザ出射
光を集光する光学系と、イットリウム，アルミニウム，
ガ−ネット（ＹＡＧ）結晶と、チタン，リン酸カリウム
（ＫＴＰ）結晶と、出力ミラ−より構成される半導体レ
−ザ励起ＹＡＧレ−ザ第２高調波発生光学系において、
前記半導体レ−ザと前記ＹＡＧ結晶間に平行平面透明ガ
ラス板を挿入し、該平行平面透明ガラス板と半導体レ−
ザ接合面に垂直な方向に傾斜させ、かつ前記半導体レ−
ザ光の偏光方向と前記ＫＴＰ結晶の異常光線軸とのなす
角度を略４５゜としたことを特徴とする固体レ−ザ装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4859591A JPH04267576A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 固体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4859591A JPH04267576A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 固体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267576A true JPH04267576A (ja) | 1992-09-24 |
Family
ID=12807762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4859591A Pending JPH04267576A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 固体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04267576A (ja) |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP4859591A patent/JPH04267576A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000704 |