JPH04320078A - 光波長変換装置 - Google Patents
光波長変換装置Info
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- JPH04320078A JPH04320078A JP8661791A JP8661791A JPH04320078A JP H04320078 A JPH04320078 A JP H04320078A JP 8661791 A JP8661791 A JP 8661791A JP 8661791 A JP8661791 A JP 8661791A JP H04320078 A JPH04320078 A JP H04320078A
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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】例えば特開昭６２−１８９７８３ 号公
報に示されるように、ネオジウム等の希土類がドーピン
グされた固体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザ
ーダイオード）によってポンピングするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーが公知となっている。この
種のレーザーダイオードポンピング固体レーザーにおい
ては、より短波長のレーザー光を得るために、その共振
器内に非線形光学材料のバルク単結晶を配設して、固体
レーザー発振ビームを第２高調波に波長変換することも
行なわれている。
報に示されるように、ネオジウム等の希土類がドーピン
グされた固体レーザーロッドを半導体レーザー（レーザ
ーダイオード）によってポンピングするレーザーダイオ
ードポンピング固体レーザーが公知となっている。この
種のレーザーダイオードポンピング固体レーザーにおい
ては、より短波長のレーザー光を得るために、その共振
器内に非線形光学材料のバルク単結晶を配設して、固体
レーザー発振ビームを第２高調波に波長変換することも
行なわれている。
【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
【０
０２２】
０２２】
【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】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。
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。特に上
記特開平１−１５２７８１号公報には、非線形光学材料
の結晶として、そこにおける基本波光路と交わる方向に
沿って厚さが次第に変化するものを用いる一方、この結
晶を上記方向に移動させて結晶長を変化させるようにし
た構造が示されている。
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。特に上
記特開平１−１５２７８１号公報には、非線形光学材料
の結晶として、そこにおける基本波光路と交わる方向に
沿って厚さが次第に変化するものを用いる一方、この結
晶を上記方向に移動させて結晶長を変化させるようにし
た構造が示されている。
【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】また上記特開平１−１５２７８１号公報に
示される構造においては、非線形光学材料結晶の移動量
を比較的大きく取る必要があるので、基本波の直線偏光
方向を調整すると共振器モードの位置がずれることもあ
る。
示される構造においては、非線形光学材料結晶の移動量
を比較的大きく取る必要があるので、基本波の直線偏光
方向を調整すると共振器モードの位置がずれることもあ
る。
【００３４】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、
高出力の第２高調波を得ることができ、共振器モードの
位置がずれることがなく、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、
高出力の第２高調波を得ることができ、共振器モードの
位置がずれることがなく、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。
【００３５】
【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、前述したレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーのように、固体レーザー媒質をポンピングして得
られた基本波としてのレーザービームを非線形光学材料
の結晶に入射させ、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、◆固体レーザー媒質として、複屈折性を持ち、かつ
そこにおける基本波光路と交わる方向に沿って厚さが次
第に変化するものが用いられる一方、◆この固体レーザ
ー媒質とポンピング源とを、上記の方向に沿って相対移
動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、前述したレーザーダイオードポンピング固体レ
ーザーのように、固体レーザー媒質をポンピングして得
られた基本波としてのレーザービームを非線形光学材料
の結晶に入射させ、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、◆固体レーザー媒質として、複屈折性を持ち、かつ
そこにおける基本波光路と交わる方向に沿って厚さが次
第に変化するものが用いられる一方、◆この固体レーザ
ー媒質とポンピング源とを、上記の方向に沿って相対移
動させる手段が設けられたことを特徴とするものである
。
【００３６】
【作用および発明の効果】上記のように複屈折性を持つ
固体レーザー媒質を用いると、前記（数１２）式で示し
た非線形光学材料の結晶内で生じる位相差Δと同様に、
レーザー媒質内で位相差Δ’が生じる。このとき、上記
の形状とされた固体レーザー媒質をポンピング源に対し
て上記方向に移動させると、この固体レーザー媒質の有
効光路長が変化し、位相差Δ’が変化するので、それに
応じて基本波の偏光方向も変化する。そこで、この移動
の量を適当に調節すれば、非線形光学材料結晶に対する
基本波の偏光方向を、最大の波長変換効率が得られるよ
うに設定することができ、高強度の波長変換された短波
長レーザービームを得ることが可能となる。
固体レーザー媒質を用いると、前記（数１２）式で示し
た非線形光学材料の結晶内で生じる位相差Δと同様に、
レーザー媒質内で位相差Δ’が生じる。このとき、上記
の形状とされた固体レーザー媒質をポンピング源に対し
て上記方向に移動させると、この固体レーザー媒質の有
効光路長が変化し、位相差Δ’が変化するので、それに
応じて基本波の偏光方向も変化する。そこで、この移動
の量を適当に調節すれば、非線形光学材料結晶に対する
基本波の偏光方向を、最大の波長変換効率が得られるよ
うに設定することができ、高強度の波長変換された短波
長レーザービームを得ることが可能となる。
【００３７】また固体レーザー媒質は非線形光学材料結
晶と比較すると、一般に複屈折性がより大であるから、
上記厚さの変化の程度（つまり端面の傾斜角度）がより
小さくても、また上記移動の量が比較的小さくても、位
相差Δ’を十分に変化させることができる。したがって
本発明装置においては、共振器モードの位置がずれない
程度の少ない調整量で、基本波の偏光方向を最適に設定
することができる。
晶と比較すると、一般に複屈折性がより大であるから、
上記厚さの変化の程度（つまり端面の傾斜角度）がより
小さくても、また上記移動の量が比較的小さくても、位
相差Δ’を十分に変化させることができる。したがって
本発明装置においては、共振器モードの位置がずれない
程度の少ない調整量で、基本波の偏光方向を最適に設定
することができる。
【００３８】そして上記構成の本発明装置は、大型かつ
高精度の温度調節手段は不要で、結晶長の厳密な測定や
調整も不要であるから、小型、安価に形成可能となる。
高精度の温度調節手段は不要で、結晶長の厳密な測定や
調整も不要であるから、小型、安価に形成可能となる。
【００３９】また本発明装置においては、上記移動の量
を調節して固体レーザー媒質の適当な厚さの所で発振さ
せ、共振器内の複屈折量を調整することにより、基本波
がマルチモード発振している場合であっても、モード競
合ノイズの発生を抑えることができる。
を調節して固体レーザー媒質の適当な厚さの所で発振さ
せ、共振器内の複屈折量を調整することにより、基本波
がマルチモード発振している場合であっても、モード競
合ノイズの発生を抑えることができる。
【００４０】
【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を
有する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１
６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１
６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１
４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を
有する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１
６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１
６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１
４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。
【００４１】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のレーザービーム１１を発する。
【００４２】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１８が施さ
れている。またＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６の光出射側
端面１６ｂには、波長１０６４ｎｍのレーザービーム１
１を良好に透過させる（透過率９９．９％以上）無反射
コーティング９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１０６４ｎｍのレーザービ
ーム１１および波長８０９ ｎｍのレーザービーム１３
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。なお特に図示はしな
いが、ＫＴＰ結晶１０のＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６側
の端面にも、上記無反射コーティング９と同様のコーテ
ィングが施されている。
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１８が施さ
れている。またＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６の光出射側
端面１６ｂには、波長１０６４ｎｍのレーザービーム１
１を良好に透過させる（透過率９９．９％以上）無反射
コーティング９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１０６４ｎｍのレーザービ
ーム１１および波長８０９ ｎｍのレーザービーム１３
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。なお特に図示はしな
いが、ＫＴＰ結晶１０のＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６側
の端面にも、上記無反射コーティング９と同様のコーテ
ィングが施されている。
【００４３】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。
【００４４】複屈折性を持つＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１
６は、そこにおけるレーザービーム１１の光路と交わる
方向（図中上下方向）に沿って厚さが次第に変化するく
さび状に形成されている。またそれを保持した保持部材
２１には、図中上下方向に延びる複数のガイドロッド２
２が挿通されている。これらのガイドロッド２２の下端
部は固定台２３に固定されており、保持部材２１はガイ
ドロッド２２に沿って上下方向に移動自在となっている
。そして固定台２３には精密ねじ２４が回転自在に保持
され、この精密ねじ２４の先端部は上記保持部材２１に
螺合されている。したがって精密ねじ２４が回転される
と、保持部材２１が上下方向に螺進退し、Ｎｄ：ＹＶＯ
４ ロッド１６が上下移動する。
６は、そこにおけるレーザービーム１１の光路と交わる
方向（図中上下方向）に沿って厚さが次第に変化するく
さび状に形成されている。またそれを保持した保持部材
２１には、図中上下方向に延びる複数のガイドロッド２
２が挿通されている。これらのガイドロッド２２の下端
部は固定台２３に固定されており、保持部材２１はガイ
ドロッド２２に沿って上下方向に移動自在となっている
。そして固定台２３には精密ねじ２４が回転自在に保持
され、この精密ねじ２４の先端部は上記保持部材２１に
螺合されている。したがって精密ねじ２４が回転される
と、保持部材２１が上下方向に螺進退し、Ｎｄ：ＹＶＯ
４ ロッド１６が上下移動する。
【００４５】図２に詳しく示すように、２軸性結晶であ
るＫＴＰ結晶１０は、ＹＺ面をＺ軸周りに２４°回転さ
せた面でカットされている。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。
るＫＴＰ結晶１０は、ＹＺ面をＺ軸周りに２４°回転さ
せた面でカットされている。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。
【００４６】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、上記４５°の角度を実現できないことも起こ
り得る。 そこで、前述した精密ねじ２４を右回りあるいは左回り
に回転させて、Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６を上下方向
に微小量ずつ移動させると、該ロッド１６におけるレー
ザービーム１１の光路長が変化して、前記位相差Δ’が
変化するので、その直線偏光方向が変化する。このよう
にしてレーザービーム１１の直線偏光方向を微調整すれ
ば、この直線偏光方向がＺ軸に対して４５°をなす状態
が得られ、そのときに最大強度の第２高調波１２を得る
ことができる。
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、上記４５°の角度を実現できないことも起こ
り得る。 そこで、前述した精密ねじ２４を右回りあるいは左回り
に回転させて、Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６を上下方向
に微小量ずつ移動させると、該ロッド１６におけるレー
ザービーム１１の光路長が変化して、前記位相差Δ’が
変化するので、その直線偏光方向が変化する。このよう
にしてレーザービーム１１の直線偏光方向を微調整すれ
ば、この直線偏光方向がＺ軸に対して４５°をなす状態
が得られ、そのときに最大強度の第２高調波１２を得る
ことができる。
【００４７】なおＮｄ：ＹＶＯ４ の複屈折量はｎｅ
−ｎｏ ＝０．２０７９であり、ＫＴＰの複屈折量ｎＺ
−ｎＹ ＝０．０８５３と比べると著しく大きい。し
たがって、ＫＴＰ結晶１０の端面を斜めに形成しておい
てそれを移動させる場合に比べれば、Ｎｄ：ＹＶＯ４
ロッド１６の端面１６ｂの傾斜は比較的緩やかでよく、
またその移動量も比較的少なくて済む。したがって本装
置においては、共振器モードの位置がずれない程度の少
ない調整量で、レーザービーム１１の偏光方向を最適に
設定することができる。
−ｎｏ ＝０．２０７９であり、ＫＴＰの複屈折量ｎＺ
−ｎＹ ＝０．０８５３と比べると著しく大きい。し
たがって、ＫＴＰ結晶１０の端面を斜めに形成しておい
てそれを移動させる場合に比べれば、Ｎｄ：ＹＶＯ４
ロッド１６の端面１６ｂの傾斜は比較的緩やかでよく、
またその移動量も比較的少なくて済む。したがって本装
置においては、共振器モードの位置がずれない程度の少
ない調整量で、レーザービーム１１の偏光方向を最適に
設定することができる。
【００４８】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、図１中のも
のと同等の要素については同番号を付し、それらについ
ての重複した説明は省略する（以下、同様）。
について説明する。なおこの図３において、図１中のも
のと同等の要素については同番号を付し、それらについ
ての重複した説明は省略する（以下、同様）。
【００４９】この第２実施例においては、フェーズドア
レイレーザー１４がＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６に近接
して配置され、そこから発せられたレーザービーム１３
が直接このロッド１６に入射する。またＫＴＰ結晶１０
の前方側の端面１０ｂに、図１の装置のものと同様のコ
ーティング１９が施され、このＫＴＰ結晶１０とＮｄ：
ＹＶＯ４ ロッド１６とによって共振器が構成されてい
る。ＫＴＰ結晶１０の光入射側端面１０ａは斜めにカッ
トされ、この端面１０ａに、くさび状のＮｄ：ＹＶＯ４
ロッド１６が接合されている。そしてＫＴＰ結晶１０
は、図１の装置のものと同様の保持部材２１に取り付け
られ、精密ねじ２４を回転操作することにより、Ｎｄ：
ＹＶＯ４ ロッド１６とともに図中上下方向に移動し得
る。この構成においても、Ｎｄ：ＹＶＯ４ロッド１６を
上下移動させることにより、その直線偏光方向を調節す
ることができる。
レイレーザー１４がＮｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６に近接
して配置され、そこから発せられたレーザービーム１３
が直接このロッド１６に入射する。またＫＴＰ結晶１０
の前方側の端面１０ｂに、図１の装置のものと同様のコ
ーティング１９が施され、このＫＴＰ結晶１０とＮｄ：
ＹＶＯ４ ロッド１６とによって共振器が構成されてい
る。ＫＴＰ結晶１０の光入射側端面１０ａは斜めにカッ
トされ、この端面１０ａに、くさび状のＮｄ：ＹＶＯ４
ロッド１６が接合されている。そしてＫＴＰ結晶１０
は、図１の装置のものと同様の保持部材２１に取り付け
られ、精密ねじ２４を回転操作することにより、Ｎｄ：
ＹＶＯ４ ロッド１６とともに図中上下方向に移動し得
る。この構成においても、Ｎｄ：ＹＶＯ４ロッド１６を
上下移動させることにより、その直線偏光方向を調節す
ることができる。
【００５０】次に図８を参照して、本発明の第３実施例
について説明する。この第３実施例の装置は、図１の装
置と比べると、第２高調波出力側の共振器構造が異なる
ものである。すなわちこの装置においては、ＫＴＰ結晶
１０の前方側の端面１０ｂが球面の一部をなす形状とさ
れ、その表面に、図１の装置のものと同様のコーティン
グ１９が施されている。本実施例の装置は、図１の装置
と比べると、部品点数を１つ減らせるので、小型軽量化
および低コスト化を実現する上で有利である。
について説明する。この第３実施例の装置は、図１の装
置と比べると、第２高調波出力側の共振器構造が異なる
ものである。すなわちこの装置においては、ＫＴＰ結晶
１０の前方側の端面１０ｂが球面の一部をなす形状とさ
れ、その表面に、図１の装置のものと同様のコーティン
グ１９が施されている。本実施例の装置は、図１の装置
と比べると、部品点数を１つ減らせるので、小型軽量化
および低コスト化を実現する上で有利である。
【００５１】なお以上説明した２つの実施例においては
、ポンピング源であるフェーズドアレイレーザー１４を
固定しておいて、Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６を移動さ
せるようにしているが、その反対にＮｄ：ＹＶＯ４ロッ
ド１６を固定しておいて、フェーズドアレイレーザー１
４を（図１および図８の装置においてはそれとともにレ
ンズ１５ａ、１５ｂも）移動させるようにしてもよい。
、ポンピング源であるフェーズドアレイレーザー１４を
固定しておいて、Ｎｄ：ＹＶＯ４ ロッド１６を移動さ
せるようにしているが、その反対にＮｄ：ＹＶＯ４ロッ
ド１６を固定しておいて、フェーズドアレイレーザー１
４を（図１および図８の装置においてはそれとともにレ
ンズ１５ａ、１５ｂも）移動させるようにしてもよい。
【００５２】また本発明において用いられる固体レーザ
ー媒質は、以上説明した実施例におけるＮｄ：ＹＶＯ４
に限られるものではなく、その他の公知のもの（例え
ば、ＬＮＰ、ＮＡＢ、ＮＰＰ等の直接化合物レーザー結
晶など）が用いられてもよい。
ー媒質は、以上説明した実施例におけるＮｄ：ＹＶＯ４
に限られるものではなく、その他の公知のもの（例え
ば、ＬＮＰ、ＮＡＢ、ＮＰＰ等の直接化合物レーザー結
晶など）が用いられてもよい。
【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概略斜視図
第１実施例装置の要部を示す概略斜視図
【図３】本発明
の第２実施例装置の側面図
の第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
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
【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
直線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
【図８】本発明の第３実施例装置の側面図
９、１８、１９ コーティング
１０ ＫＴＰ結晶
１１ レーザービーム（基本波）１２ 第
２高調波 １３ レーザービーム（ポンピング光）１４
フェーズドアレイレーザー１６ Ｎｄ：ＹＶ
Ｏ４ ロッド １７ 共振器ミラー ２１ 保持部材 ２２ ガイドロッド ２３ 固定部材 ２４ 精密ねじ
２高調波 １３ レーザービーム（ポンピング光）１４
フェーズドアレイレーザー１６ Ｎｄ：ＹＶ
Ｏ４ ロッド １７ 共振器ミラー ２１ 保持部材 ２２ ガイドロッド ２３ 固定部材 ２４ 精密ねじ
Claims (1)
- 【請求項１】 固体レーザー媒質をポンピングして得
られた基本波としてのレーザービームを非線形光学材料
の結晶に入射させ、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、前記固体レーザー媒質として、複屈折性を持ち、か
つそこにおける基本波光路と交わる方向に沿って厚さが
次第に変化するものが用いられる一方、この固体レーザ
ー媒質とポンピング源とを、前記方向に沿って相対移動
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 |
|---|---|---|---|
| JP3086617A JP2727260B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP3086617A JP2727260B2 (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 光波長変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04320078A true JPH04320078A (ja) | 1992-11-10 |
| JP2727260B2 JP2727260B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=13891988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3086617A Expired - Fee Related JP2727260B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-04-18 | 光波長変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2727260B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006147987A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Keyence Corp | レーザー発振器 |
| JP2010039317A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Shimadzu Corp | 光学素子および光学素子の製造方法 |
| WO2011132414A1 (ja) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | パナソニック株式会社 | 波長変換レーザ光源及び画像表示装置 |
| CN106949861A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-14 | 中北大学 | 一种非线性超声在线监测金属材料应变变化的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04311076A (ja) * | 1991-04-09 | 1992-11-02 | Sony Corp | レーザ光発生装置 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP3086617A patent/JP2727260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04311076A (ja) * | 1991-04-09 | 1992-11-02 | Sony Corp | レーザ光発生装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006147987A (ja) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Keyence Corp | レーザー発振器 |
| JP2010039317A (ja) * | 2008-08-07 | 2010-02-18 | Shimadzu Corp | 光学素子および光学素子の製造方法 |
| WO2011132414A1 (ja) * | 2010-04-23 | 2011-10-27 | パナソニック株式会社 | 波長変換レーザ光源及び画像表示装置 |
| US8456734B2 (en) | 2010-04-23 | 2013-06-04 | Panasonic Corporation | Wavelength conversion laser light source and image display device |
| CN106949861A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-14 | 中北大学 | 一种非线性超声在线监测金属材料应变变化的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2727260B2 (ja) | 1998-03-11 |
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Legal Events
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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