JPH04318527A - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
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- JPH04318527A JPH04318527A JP8532291A JP8532291A JPH04318527A JP H04318527 A JPH04318527 A JP H04318527A JP 8532291 A JP8532291 A JP 8532291A JP 8532291 A JP8532291 A JP 8532291A JP H04318527 A JPH04318527 A JP H04318527A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基本波を第２高調波に
変換する光波長変換装置、特に詳細には、基本波と第２
高調波との間でタイプＩＩの位相整合が取られる非線形
光学材料の結晶を用いた光波長変換装置に関するもので
ある。
変換する光波長変換装置、特に詳細には、基本波と第２
高調波との間でタイプＩＩの位相整合が取られる非線形
光学材料の結晶を用いた光波長変換装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より、非線形光学材料による第２高
調波発生を利用して、レーザー光を波長変換（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」Ａ．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
。
調波発生を利用して、レーザー光を波長変換（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」Ａ．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
。
【０００３】ところで上記非線形光学材料の結晶として
は、例えばＫＴＰのような２軸性結晶が用いられること
も多い。Ｊ．Ａｐｐｌ ．Ｐｈｙｓ ．Ｖｏｌ．５５，
ｐ６５（１９８４）にはＹａｏらによって、２軸性結晶
であるＫＴＰの位相整合方法に関する内容が詳細に記述
されている。以下、ここに記述されている２軸性結晶に
おける位相整合方法に関して説明する。図４に示すよう
にθを光の進行方向と結晶の光学軸Ｚとのなす角度とし
、φを光学軸Ｘ、Ｙを含む面においてＸ軸からの光の進
行方向の角度とする。 ここで、任意の角度で入射したときの基本波および第２
高調波に対する結晶の屈折率を各々
は、例えばＫＴＰのような２軸性結晶が用いられること
も多い。Ｊ．Ａｐｐｌ ．Ｐｈｙｓ ．Ｖｏｌ．５５，
ｐ６５（１９８４）にはＹａｏらによって、２軸性結晶
であるＫＴＰの位相整合方法に関する内容が詳細に記述
されている。以下、ここに記述されている２軸性結晶に
おける位相整合方法に関して説明する。図４に示すよう
にθを光の進行方向と結晶の光学軸Ｚとのなす角度とし
、φを光学軸Ｘ、Ｙを含む面においてＸ軸からの光の進
行方向の角度とする。 ここで、任意の角度で入射したときの基本波および第２
高調波に対する結晶の屈折率を各々
【０００４】
【数１】
【０００５】とし、基本波および第２高調波の光学軸Ｘ
、Ｙ、Ｚ各方向の偏光成分に対する結晶の屈折率をそれ
ぞれ、
、Ｙ、Ｚ各方向の偏光成分に対する結晶の屈折率をそれ
ぞれ、
【０００６】
【数２】
【０００７】とする。次に、
ｋＸ ＝ｓｉｎ θ・ｃｏｓ φ
ｋＹ ＝ｓｉｎ θ・ｓｉｎ φ
ｋＺ ＝ｃｏｓ θ
としたとき、
としたとき、
【０００８】
【数３】
【０００９】
【数４】
【００１０】上記（数３）および（数４）の解が位相整
合条件となる。
合条件となる。
【００１１】
【数５】
【００１２】とおいたとき（数３）および（数４）式の
解は、
解は、
【００１３】
【数６】
【００１４】
【数７】
【００１５】（複号はｉ＝１のとき＋、ｉ＝２のとき−
）となる。
）となる。
【００１６】ここで、
【００１７】
【数８】
【００１８】なる条件が満足されるとき、基本波と第２
高調波との間で位相整合が取られ、これはタイプＩの位
相整合と称されている。また、
高調波との間で位相整合が取られ、これはタイプＩの位
相整合と称されている。また、
【００１９】
【数９】
【００２０】なる条件が満たされるときにも、基本波と
第２高調波との間で位相整合が取られ、これは一般にタ
イプＩＩの位相整合と称されている。
第２高調波との間で位相整合が取られ、これは一般にタ
イプＩＩの位相整合と称されている。
【００２１】ところで、上記のような２軸性結晶を用い
てタイプＩＩの位相整合を取る場合、結晶に入射させる
基本波が該結晶に関して２つの屈折率を感じるようにな
る。例えば結晶の非線形光学定数ｄ２４を利用する場合
、すなわち図５に示すように結晶１０の光学軸ＹからＺ
軸側に４５°傾いた矢印Ｐ方向に直線偏光した（つまり
Ｙ軸方向の直線偏光成分とＺ軸方向の直線偏光成分とを
有する）基本波１１を入射させて、Ｙ軸方向に直線偏光
した第２高調波１２を取り出す場合、基本波１１は屈折
率
てタイプＩＩの位相整合を取る場合、結晶に入射させる
基本波が該結晶に関して２つの屈折率を感じるようにな
る。例えば結晶の非線形光学定数ｄ２４を利用する場合
、すなわち図５に示すように結晶１０の光学軸ＹからＺ
軸側に４５°傾いた矢印Ｐ方向に直線偏光した（つまり
Ｙ軸方向の直線偏光成分とＺ軸方向の直線偏光成分とを
有する）基本波１１を入射させて、Ｙ軸方向に直線偏光
した第２高調波１２を取り出す場合、基本波１１は屈折
率
【００２２】
【数１０】
【００２３】つまりＺ軸方向の偏光成分が感じる屈折率
と、屈折率
と、屈折率
【００２４】
【数１１】
【００２５】つまり光の進行方向とＺ軸に直角なＹ’方
向の偏光成分が感じる屈折率の双方を感じる。
向の偏光成分が感じる屈折率の双方を感じる。
【００２６】なお図５のように結晶１０がカットされて
いる場合、厳密に言えば、基本波１１はＹ’方向（Ｙ軸
からＸ軸側に傾いた方向）およびＺ軸方向に直線偏光し
た状態で入射され、第２高調波１２はＹ’方向に偏光し
た状態で取り出されることになるが、実用上は上記のよ
うに考えて差支えない。
いる場合、厳密に言えば、基本波１１はＹ’方向（Ｙ軸
からＸ軸側に傾いた方向）およびＺ軸方向に直線偏光し
た状態で入射され、第２高調波１２はＹ’方向に偏光し
た状態で取り出されることになるが、実用上は上記のよ
うに考えて差支えない。
【００２７】上述のように、基本波が２つの屈折率を感
じると、それぞれの屈折率に対する偏光成分の間に下記
の位相差Δが生じる。
じると、それぞれの屈折率に対する偏光成分の間に下記
の位相差Δが生じる。
【００２８】
【数１２】
【００２９】なお上記結晶長Ｌは実効長、つまり結晶に
おける基本波の光路長である。この位相差Δが生じると
、基本波の直線偏光方向が位相差Δの値に応じて変化す
る。こうして基本波の直線偏光方向が変化すると、非線
形光学材料結晶の光学軸に対する基本波偏光方向の角度
が、最大波長変換効率を得る所定角度からずれてしまい
、第２高調波の出力が低下することになる。このように
して生じる第２高調波の出力変動は周期性を有するもの
であり、これには、上記の式の各パラメータの温度依存
性に由来して図６のように現われる温度依存性のものと
、図７のように現われる結晶長依存性のものとがある。
おける基本波の光路長である。この位相差Δが生じると
、基本波の直線偏光方向が位相差Δの値に応じて変化す
る。こうして基本波の直線偏光方向が変化すると、非線
形光学材料結晶の光学軸に対する基本波偏光方向の角度
が、最大波長変換効率を得る所定角度からずれてしまい
、第２高調波の出力が低下することになる。このように
して生じる第２高調波の出力変動は周期性を有するもの
であり、これには、上記の式の各パラメータの温度依存
性に由来して図６のように現われる温度依存性のものと
、図７のように現われる結晶長依存性のものとがある。
【００３０】そこで、最大の第２高調波出力を得るため
には、結晶温度を最適に制御したり、あるいは結晶長を
最適に調整する必要がある。例えば米国特許第４，９１
３，５３３ 号明細書には、前者の手法を採る光波長変
換装置の一例が示されており、一方特開平１−１５２７
８１号公報、同１−１５２７８２号公報には、後者の手
法を採る光波長変換装置の一例が示されている。
には、結晶温度を最適に制御したり、あるいは結晶長を
最適に調整する必要がある。例えば米国特許第４，９１
３，５３３ 号明細書には、前者の手法を採る光波長変
換装置の一例が示されており、一方特開平１−１５２７
８１号公報、同１−１５２７８２号公報には、後者の手
法を採る光波長変換装置の一例が示されている。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、結晶長を任意
に設定しておいて、結晶温度の制御によって最大の第２
高調波出力を得ようとすると、大きな温度調節ストロー
クが求められるために温調電源やヒートシンクが大型化
し、光波長変換装置の大型化やコストアップを招く。
に設定しておいて、結晶温度の制御によって最大の第２
高調波出力を得ようとすると、大きな温度調節ストロー
クが求められるために温調電源やヒートシンクが大型化
し、光波長変換装置の大型化やコストアップを招く。
【００３２】一方、結晶温度が一定となるように温度調
節をし、個々の結晶の長さをその温度に対して最適な値
に調整して対応する場合は、結晶長の許容誤差が極めて
小さいため、現実には、最大の第２高調波出力を得るの
は非常に困難となっている。そして、たとえそのような
ことが可能でも、この場合には、結晶長の厳密な測定お
よび調整の作業が必要となるから、光波長変換装置が大
幅にコストアップしてしまう。
節をし、個々の結晶の長さをその温度に対して最適な値
に調整して対応する場合は、結晶長の許容誤差が極めて
小さいため、現実には、最大の第２高調波出力を得るの
は非常に困難となっている。そして、たとえそのような
ことが可能でも、この場合には、結晶長の厳密な測定お
よび調整の作業が必要となるから、光波長変換装置が大
幅にコストアップしてしまう。
【００３３】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、基本波と第２高調波との間でタイプＩＩ
の位相整合が取られる非線形光学材料の結晶を用いて、
最大の第２高調波出力を得ることができ、しかも小型か
つ安価に形成可能な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。
たものであり、基本波と第２高調波との間でタイプＩＩ
の位相整合が取られる非線形光学材料の結晶を用いて、
最大の第２高調波出力を得ることができ、しかも小型か
つ安価に形成可能な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。
【００３４】
【課題を解決するための手段】本発明による光波長変換
装置は、前述したように非線形光学材料の結晶に基本波
を入射させ、この基本波とタイプＩＩの位相整合を取っ
て第２高調波を出射させる光波長変換装置において、◆
上記結晶を、そこにおける基本波の光路と交わる向きの
軸を中心に回転させて、該結晶における基本波光路長を
変化させる手段が設けられたことを特徴とするものであ
る。
装置は、前述したように非線形光学材料の結晶に基本波
を入射させ、この基本波とタイプＩＩの位相整合を取っ
て第２高調波を出射させる光波長変換装置において、◆
上記結晶を、そこにおける基本波の光路と交わる向きの
軸を中心に回転させて、該結晶における基本波光路長を
変化させる手段が設けられたことを特徴とするものであ
る。
【００３５】
【作用】上記の基本波光路長は、すなわち前記（数１２
）式の結晶長Ｌであり、このＬの値が変化すれば位相差
Δが変化する。こうして位相差Δの値が変化すれば、そ
れに応じて基本波の偏光方向が変化する。そこで、上述
のように非線形光学材料結晶を回転させることにより、
基本波の偏光方向を、最大波長変換効率が得られるよう
に調整することができる。
）式の結晶長Ｌであり、このＬの値が変化すれば位相差
Δが変化する。こうして位相差Δの値が変化すれば、そ
れに応じて基本波の偏光方向が変化する。そこで、上述
のように非線形光学材料結晶を回転させることにより、
基本波の偏光方向を、最大波長変換効率が得られるよう
に調整することができる。
【００３６】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図１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
一例として、レーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーに組み込まれたものである。このレーザーダイオード
ポンピング固体レーザーは、ポンピング光としてのレー
ザービーム１３を発する半導体レーザー（フェーズドア
レイレーザー）１４と、発散光である上記レーザービー
ム１３を平行光化するコリメーターレンズ１５ａと、こ
のレンズ１５ａを通過したレーザービーム１３を集束さ
せる集光レンズ１５ｂと、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピ
ングされた固体レーザーロッドであるＹＶＯ４ ロッド
（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッドと称する）１６と、こ
のＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６の前方側（図中右方側）
に配された共振器ミラー１７と、この共振器ミラー１７
とＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６との間に配されたＫＴＰ
結晶１０とからなる。以上述べた各要素は、共通の筐体
（図示せず）にマウントされて一体化されている。なお
フェーズドアレイレーザー１４は、図示しないペルチェ
素子と温調回路により、所定温度に温調される。
詳細に説明する。図１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
一例として、レーザーダイオードポンピング固体レーザ
ーに組み込まれたものである。このレーザーダイオード
ポンピング固体レーザーは、ポンピング光としてのレー
ザービーム１３を発する半導体レーザー（フェーズドア
レイレーザー）１４と、発散光である上記レーザービー
ム１３を平行光化するコリメーターレンズ１５ａと、こ
のレンズ１５ａを通過したレーザービーム１３を集束さ
せる集光レンズ１５ｂと、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピ
ングされた固体レーザーロッドであるＹＶＯ４ ロッド
（以下、Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッドと称する）１６と、こ
のＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６の前方側（図中右方側）
に配された共振器ミラー１７と、この共振器ミラー１７
とＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６との間に配されたＫＴＰ
結晶１０とからなる。以上述べた各要素は、共通の筐体
（図示せず）にマウントされて一体化されている。なお
フェーズドアレイレーザー１４は、図示しないペルチェ
素子と温調回路により、所定温度に温調される。
【００３７】このフェーズドアレイレーザー１４として
は、波長λ１ ＝８０９ ｎｍのレーザービーム１３を
発するものが用いられている。一方Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロ
ッド１６は、上記レーザービーム１３によってネオジウ
ム原子が励起されることにより、波長λ２ ＝１０６４
ｎｍの直線偏光したレーザービーム１１を発する。
は、波長λ１ ＝８０９ ｎｍのレーザービーム１３を
発するものが用いられている。一方Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロ
ッド１６は、上記レーザービーム１３によってネオジウ
ム原子が励起されることにより、波長λ２ ＝１０６４
ｎｍの直線偏光したレーザービーム１１を発する。
【００３８】Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６の光入射側端
面１６ａには、波長１０６４ｎｍのレーザービーム１１
は良好に反射させ（反射率９９．９％以上）、波長８０
９ ｎｍのポンピング用レーザービーム１３は良好に透
過させる（透過率９９％以上）コーティング２０が施さ
れている。一方共振器ミラー１７のＫＴＰ結晶１０側の
面１７ａは球面の一部をなす形状とされ、その表面には
、波長８０９ ｎｍのレーザービーム１３および波長１
０６４ｎｍのレーザービーム１１は良好に反射させ、そ
して後述する波長５３２ ｎｍの第２高調波１２は良好
に透過させるコーティング１９が施されている。したが
って波長１０６４ｎｍのレーザービーム１１は、上記の
面１６ａ、１７ａ間に閉じ込められて、レーザー発振を
引き起こす。
面１６ａには、波長１０６４ｎｍのレーザービーム１１
は良好に反射させ（反射率９９．９％以上）、波長８０
９ ｎｍのポンピング用レーザービーム１３は良好に透
過させる（透過率９９％以上）コーティング２０が施さ
れている。一方共振器ミラー１７のＫＴＰ結晶１０側の
面１７ａは球面の一部をなす形状とされ、その表面には
、波長８０９ ｎｍのレーザービーム１３および波長１
０６４ｎｍのレーザービーム１１は良好に反射させ、そ
して後述する波長５３２ ｎｍの第２高調波１２は良好
に透過させるコーティング１９が施されている。したが
って波長１０６４ｎｍのレーザービーム１１は、上記の
面１６ａ、１７ａ間に閉じ込められて、レーザー発振を
引き起こす。
【００３９】このレーザービーム１１は非線形光学材料
であるＫＴＰ結晶１０に入射して、波長が１／２すなわ
ち５３２ ｎｍの第２高調波１２に波長変換される。共
振器ミラー１７の面１７ａには前述した通りのコーティ
ング１９が施されているので、この共振器ミラー１７か
らは、ほぼ第２高調波１２のみが取り出される。
であるＫＴＰ結晶１０に入射して、波長が１／２すなわ
ち５３２ ｎｍの第２高調波１２に波長変換される。共
振器ミラー１７の面１７ａには前述した通りのコーティ
ング１９が施されているので、この共振器ミラー１７か
らは、ほぼ第２高調波１２のみが取り出される。
【００４０】なお図２に詳しく示すように、２軸性結晶
であるＫＴＰ結晶１０は、基本波であるレーザービーム
１１の入射方向とＸ軸とが標準的にφ＝２４°の角度を
なし、またこの入射方向とＺ軸とがθ＝９０°の角度を
なすように配置されている。この構成においては、矢印
Ｐで示すレーザービーム１１の直線偏光方向とＺ軸とが
４５°の角度をなす場合に、大きな非線形光学定数ｄ２
４が利用された上で、基本波としてのレーザービーム１
１と第２高調波１２との間で良好にタイプＩＩの位相整
合が取られ、最大強度の第２高調波１２が得られる。
であるＫＴＰ結晶１０は、基本波であるレーザービーム
１１の入射方向とＸ軸とが標準的にφ＝２４°の角度を
なし、またこの入射方向とＺ軸とがθ＝９０°の角度を
なすように配置されている。この構成においては、矢印
Ｐで示すレーザービーム１１の直線偏光方向とＺ軸とが
４５°の角度をなす場合に、大きな非線形光学定数ｄ２
４が利用された上で、基本波としてのレーザービーム１
１と第２高調波１２との間で良好にタイプＩＩの位相整
合が取られ、最大強度の第２高調波１２が得られる。
【００４１】しかし、ＫＴＰ結晶１０によりレーザービ
ーム１１に前述のような位相差Δが生じると、その値に
応じてレーザービーム１１の直線偏光方向が変化してし
まうので、そのままでは上記４５°の角度を実現できな
いことも起こり得る。以下、この４５°の角度を実現す
る点について説明する。
ーム１１に前述のような位相差Δが生じると、その値に
応じてレーザービーム１１の直線偏光方向が変化してし
まうので、そのままでは上記４５°の角度を実現できな
いことも起こり得る。以下、この４５°の角度を実現す
る点について説明する。
【００４２】ＫＴＰ結晶１０は、そのＺ軸と平行に延び
る回転軸３０に固定されており、この回転軸３０は保持
台３１に回転自在に保持されている。そしてこの保持台
３１には、回転軸３２を中心として回転自在に調整つま
み３３が取り付けられている。回転軸３２は図示しない
減速歯車列を介して、上記回転軸３０に連結されている
。したがって、調整つまみ３３の回転操作により、回転
軸３０を中心にＫＴＰ結晶１０を回転させることができ
る。
る回転軸３０に固定されており、この回転軸３０は保持
台３１に回転自在に保持されている。そしてこの保持台
３１には、回転軸３２を中心として回転自在に調整つま
み３３が取り付けられている。回転軸３２は図示しない
減速歯車列を介して、上記回転軸３０に連結されている
。したがって、調整つまみ３３の回転操作により、回転
軸３０を中心にＫＴＰ結晶１０を回転させることができ
る。
【００４３】この方向にＫＴＰ結晶１０が回転すると、
そこにおけるレーザービーム１１の光路長Ｌが変化する
。このように光路長Ｌが変化すれば、ＫＴＰ結晶１０に
よるレーザービーム１１の位相差Δが変化し、その直線
偏光方向が変化する。したがって、ＫＴＰ結晶１０を微
量ずつ回転させることにより、上記４５°の角度を実現
して、最大強度の第２高調波１２を得ることが可能とな
る。
そこにおけるレーザービーム１１の光路長Ｌが変化する
。このように光路長Ｌが変化すれば、ＫＴＰ結晶１０に
よるレーザービーム１１の位相差Δが変化し、その直線
偏光方向が変化する。したがって、ＫＴＰ結晶１０を微
量ずつ回転させることにより、上記４５°の角度を実現
して、最大強度の第２高調波１２を得ることが可能とな
る。
【００４４】なお本実施例においては、角度φが変化す
る向きにＫＴＰ結晶１０を回転させているが、角度θが
変化する向きに、あるいは角度φとθの双方が変化する
向きにＫＴＰ結晶１０を回転させてもよい。角度φとθ
の双方が変化する向きにＫＴＰ結晶１０を回転させると
、位相差Δの調整代が大きくなるので、特に好ましい。
る向きにＫＴＰ結晶１０を回転させているが、角度θが
変化する向きに、あるいは角度φとθの双方が変化する
向きにＫＴＰ結晶１０を回転させてもよい。角度φとθ
の双方が変化する向きにＫＴＰ結晶１０を回転させると
、位相差Δの調整代が大きくなるので、特に好ましい。
【００４５】またＫＴＰ結晶１０の回転量は、レーザー
ビーム１１と第２高調波１２との位相整合が取れる角度
φ、θの範囲内で調整する必要がある。標準的角度がθ
＝９０°、φ＝２４°の場合、位相整合の角度許容範囲
Δθ、Δφは、 Ｌ１／２ ・Δθ＝６０ｍｒａｄ ・ｃｍ１／２ Ｌ・
Δφ＝１７ｍｒａｄ ・ｃｍ （ただし
Ｌの単位はｃｍ）となる。したがって、 ｜Δθ｜≦６０／Ｌ１／２ （ｍｒａｄ ）｜Δφ｜≦
１７／Ｌ （ｍｒａｄ ）を満たす範囲でθ
、φを調整すればよい。具体例として、標準的にＬ＝０
．５ｃｍ のＫＴＰ結晶１０を使用した場合は、 ｜Δθ｜≦８５ｍｒａｄ ｜Δφ｜≦３４ｍｒａｄ の範囲で調整可能である。
ビーム１１と第２高調波１２との位相整合が取れる角度
φ、θの範囲内で調整する必要がある。標準的角度がθ
＝９０°、φ＝２４°の場合、位相整合の角度許容範囲
Δθ、Δφは、 Ｌ１／２ ・Δθ＝６０ｍｒａｄ ・ｃｍ１／２ Ｌ・
Δφ＝１７ｍｒａｄ ・ｃｍ （ただし
Ｌの単位はｃｍ）となる。したがって、 ｜Δθ｜≦６０／Ｌ１／２ （ｍｒａｄ ）｜Δφ｜≦
１７／Ｌ （ｍｒａｄ ）を満たす範囲でθ
、φを調整すればよい。具体例として、標準的にＬ＝０
．５ｃｍ のＫＴＰ結晶１０を使用した場合は、 ｜Δθ｜≦８５ｍｒａｄ ｜Δφ｜≦３４ｍｒａｄ の範囲で調整可能である。
【００４６】またこの実施例においては、ＫＴＰ結晶１
０の光入射端面１０ａに対して斜めにレーザービーム１
１を入射させ、また光出射端面１０ｂからレーザービー
ム１１および第２高調波１２が斜めに出射するようにし
ているので、基本的に垂直入出射させる場合に比べて、
少しの結晶回転角で位相差Δを大きく変化させることが
できる。
０の光入射端面１０ａに対して斜めにレーザービーム１
１を入射させ、また光出射端面１０ｂからレーザービー
ム１１および第２高調波１２が斜めに出射するようにし
ているので、基本的に垂直入出射させる場合に比べて、
少しの結晶回転角で位相差Δを大きく変化させることが
できる。
【００４７】次に図３を参照して、本発明の第２実施例
について説明する。なおこの図３において、既に説明し
たものと同等の要素については同番号を付してあり、そ
れらについての重複した説明は省略する。
について説明する。なおこの図３において、既に説明し
たものと同等の要素については同番号を付してあり、そ
れらについての重複した説明は省略する。
【００４８】この実施例においては、２つのＫＴＰ結晶
１０、１０が設けられ、それらは第１実施例におけるの
と同様に、調整つまみ３３の操作に連結する回転機構に
より各々回転軸３０、３０を中心に回転する。そしてこ
の回転機構は、ＫＴＰ結晶１０、１０が、回転軸３０、
３０の中間においてレンズ１５ａ、１５ｂの光軸と垂直
に延びる面Ｈに関して対称な関係を保って回転するよう
に構成されている。
１０、１０が設けられ、それらは第１実施例におけるの
と同様に、調整つまみ３３の操作に連結する回転機構に
より各々回転軸３０、３０を中心に回転する。そしてこ
の回転機構は、ＫＴＰ結晶１０、１０が、回転軸３０、
３０の中間においてレンズ１５ａ、１５ｂの光軸と垂直
に延びる面Ｈに関して対称な関係を保って回転するよう
に構成されている。
【００４９】上述のようにＫＴＰ結晶１０、１０を回転
させれば、図中右側のＫＴＰ結晶１０から出射する第２
高調波１２の光路は、結晶回転角によらず一定となる。 このようになっていれば、第２高調波１２を、それを利
用する装置に対して常に一定の角度で入射させることが
できる。
させれば、図中右側のＫＴＰ結晶１０から出射する第２
高調波１２の光路は、結晶回転角によらず一定となる。 このようになっていれば、第２高調波１２を、それを利
用する装置に対して常に一定の角度で入射させることが
できる。
【００５０】
【発明の効果】以上詳細に説明した通り本発明の光波長
変換装置は、非線形光学材料の結晶を回転させる簡単な
構成により、最大強度の第２高調波が得られるものとな
っている。このように本装置は、大型かつ高精度の温度
調節手段は不要なものであるから、小型でかつ安価に形
成可能となる。また本発明装置は、非線形光学材料の結
晶の長さを厳密に所定値に設定する必要はないから、結
晶長の厳密な測定や調整も不要となり、この点からも安
価に形成可能となる。
変換装置は、非線形光学材料の結晶を回転させる簡単な
構成により、最大強度の第２高調波が得られるものとな
っている。このように本装置は、大型かつ高精度の温度
調節手段は不要なものであるから、小型でかつ安価に形
成可能となる。また本発明装置は、非線形光学材料の結
晶の長さを厳密に所定値に設定する必要はないから、結
晶長の厳密な測定や調整も不要となり、この点からも安
価に形成可能となる。
【００５１】また、本発明の光波長変換装置においては
、非線形光学材料の結晶の回転角を適当な値に選択する
ことにより、基本波がマルチモード発振している場合で
も、モード競合ノイズの発生を抑えることができる。
、非線形光学材料の結晶の回転角を適当な値に選択する
ことにより、基本波がマルチモード発振している場合で
も、モード競合ノイズの発生を抑えることができる。
【図１】本発明の第１実施例装置の側面図
【図２】上記
第１実施例装置の要部を示す斜視図
第１実施例装置の要部を示す斜視図
【図３】本発明の第
２実施例装置の側面図
２実施例装置の側面図
【図４】本発明に関連する結晶内
部での基本波進行方向と光学軸Ｚとがなす角度θ、およ
び基本波進行方向と光学軸Ｘとがなす角度φを説明する
概略図
部での基本波進行方向と光学軸Ｚとがなす角度θ、およ
び基本波進行方向と光学軸Ｘとがなす角度φを説明する
概略図
【図５】非線形光学材料の光学軸と基本波の直線
偏光方向との関係を説明するための概略図
偏光方向との関係を説明するための概略図
【図６】第２高調波出力の温度変化に依存する周期的変
動を示すグラフ
動を示すグラフ
【図７】第２高調波出力の結晶長に依存する周期的変動
を示すグラフ
を示すグラフ
１０ ＫＴＰ結晶
１１ レーザービーム（基本波）１２ 第
２高調波 １６ Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッド １７ 共振器ミラー ３０、３２ 回転軸 ３１ 保持台 ３３ 調整つまみ
２高調波 １６ Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッド １７ 共振器ミラー ３０、３２ 回転軸 ３１ 保持台 ３３ 調整つまみ
Claims (1)
- 【請求項１】 非線形光学材料の結晶に基本波を入射
させ、この基本波とタイプＩＩの位相整合を取って第２
高調波を出射させる光波長変換装置において、前記結晶
を、そこにおける基本波の光路と交わる向きの軸を中心
に回転させて、該結晶における基本波光路長を変化させ
る手段が設けられたことを特徴とする光波長変換装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8532291A JPH04318527A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 光波長変換装置 |
| US07/843,719 US5315433A (en) | 1991-02-28 | 1992-02-28 | Optical wavelength converting apparatus |
| US08/208,139 US5432807A (en) | 1991-02-28 | 1994-03-09 | Optical wavelength converting apparatus |
| US08/417,673 US5588014A (en) | 1991-02-28 | 1995-04-06 | Optical wavelength converting apparatus |
| US08/665,916 US5652757A (en) | 1991-02-28 | 1996-06-19 | Optical wavelength converting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8532291A JPH04318527A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 光波長変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04318527A true JPH04318527A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13855388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8532291A Pending JPH04318527A (ja) | 1991-02-28 | 1991-04-17 | 光波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04318527A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013258248A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Mitsutoyo Corp | レーザ光調整方法、及びレーザ光源装置 |
| CN110535021A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种指向不变的波长宽调谐深紫外激光系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165825A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Hamamatsu Photonics Kk | 波長可変レ−ザ装置 |
| JPH01152781A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Sony Corp | レーザ光源 |
| JPH03138991A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-13 | Brother Ind Ltd | 複数波長発生固体レーザ |
| JPH0497580A (ja) * | 1990-08-16 | 1992-03-30 | Asahi Glass Co Ltd | 第２高調波発生装置 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8532291A patent/JPH04318527A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165825A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Hamamatsu Photonics Kk | 波長可変レ−ザ装置 |
| JPH01152781A (ja) * | 1987-12-10 | 1989-06-15 | Sony Corp | レーザ光源 |
| JPH03138991A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-13 | Brother Ind Ltd | 複数波長発生固体レーザ |
| JPH0497580A (ja) * | 1990-08-16 | 1992-03-30 | Asahi Glass Co Ltd | 第２高調波発生装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013258248A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Mitsutoyo Corp | レーザ光調整方法、及びレーザ光源装置 |
| CN110535021A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种指向不变的波长宽调谐深紫外激光系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980217 |