JPH0480980A - 光学素子及びレーザー共振器 - Google Patents
光学素子及びレーザー共振器Info
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- JPH0480980A JPH0480980A JP19391490A JP19391490A JPH0480980A JP H0480980 A JPH0480980 A JP H0480980A JP 19391490 A JP19391490 A JP 19391490A JP 19391490 A JP19391490 A JP 19391490A JP H0480980 A JPH0480980 A JP H0480980A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- optical element
- optical
- resonator
- fsr
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- Pending
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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
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、新規な単一のモード制御素子を挿入したレー
ザー共振器に関するものである。
ザー共振器に関するものである。
［従来の技術］
従来、レーザー共振器内に非線形光学材料を挿入して高
調波を発生する場合に生ずるノイズや出力のゆらぎは、
共振器内にエタロンや波長板を挿入して共振器内モード
を制御することにより低減されている。
調波を発生する場合に生ずるノイズや出力のゆらぎは、
共振器内にエタロンや波長板を挿入して共振器内モード
を制御することにより低減されている。
しかしながら、エタロンと波長板の２種類を共振器内に
挿入するのは共振器内の損失が大きくなる。また、占有
体積が大きく小型共振器には使用不可能である。別個に
アライメントを行なうため位置調整が困難であり、部品
点数が太き（なるため構造が複雑になり、信頼性が低下
するなどの問題があった。
挿入するのは共振器内の損失が大きくなる。また、占有
体積が大きく小型共振器には使用不可能である。別個に
アライメントを行なうため位置調整が困難であり、部品
点数が太き（なるため構造が複雑になり、信頼性が低下
するなどの問題があった。
［発明の解決しようとする課題］
本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものである。
消しようとするものである。
［課題を解決する為の手段］
本発明は、その光入出射面に反射率ＲがＦｏ：πＲ””
／ （１−Ｒ）（但し、Ｆｏはレーザーが光学素子を
１回通過するときのフィネス）を満足する光学膜が形成
され、厚さＬが０＜Ｌ≦Ｌ 、 ＝ ｃ／ （２ｎ−Ｆ
ＳＲ） （但し、ｍは自然数、えはレーザーの波長、
Ｃは高速、ｎは光学素子の屈折率、ＦＳＲは光学素子の
自由スペクトル間隔、ａは最小値）の範囲内でλ／２板
となるよう研磨されてなることを特徴とする光学素子、
および、その光入出射面に反射率ＲがＦ０＝πＲ””／
（１−Ｒ）（但し、Ｆｏはレーザーが光学素子を１回通
過するときのフィネス）を満足する光学膜が形成され、
厚さしが０＜Ｌ≦Ｌ 、 ＝ ｃ／ （２ｎ−ＦＳＲ）
（但し、ｍは自然数、えはレーザーの波長、Ｃは高
速、ｎは光学素子の屈折率、ＦＳＲは光学素子の自由ス
ペクトル間隔、ａは最小値）の範囲内でん／４板となる
よう研磨されてなることを提供するものである。
／ （１−Ｒ）（但し、Ｆｏはレーザーが光学素子を
１回通過するときのフィネス）を満足する光学膜が形成
され、厚さＬが０＜Ｌ≦Ｌ 、 ＝ ｃ／ （２ｎ−Ｆ
ＳＲ） （但し、ｍは自然数、えはレーザーの波長、
Ｃは高速、ｎは光学素子の屈折率、ＦＳＲは光学素子の
自由スペクトル間隔、ａは最小値）の範囲内でλ／２板
となるよう研磨されてなることを特徴とする光学素子、
および、その光入出射面に反射率ＲがＦ０＝πＲ””／
（１−Ｒ）（但し、Ｆｏはレーザーが光学素子を１回通
過するときのフィネス）を満足する光学膜が形成され、
厚さしが０＜Ｌ≦Ｌ 、 ＝ ｃ／ （２ｎ−ＦＳＲ）
（但し、ｍは自然数、えはレーザーの波長、Ｃは高
速、ｎは光学素子の屈折率、ＦＳＲは光学素子の自由ス
ペクトル間隔、ａは最小値）の範囲内でん／４板となる
よう研磨されてなることを提供するものである。
以下、本発明の実施例に従って説明する。第１図に本発
明の基本的構成の断面図を示す。
明の基本的構成の断面図を示す。
第１図において１は固体レーザー媒質、２はにＴｉ０Ｐ
Ｏ４結晶等の非線形光学材料、３はエタロンと波長板の
効果を兼ね備えたモード制御板、４は出力ミラーである
。第１図は固体レーザー媒質の片側端面をレーザー共振
器の共振ミラーとして使用しているが、第２図のように
共振ミラー５を設けることも可能である。第１図におい
て、２と３の配置を、また第２図において１．２．３の
配置を変更することも可能である。
Ｏ４結晶等の非線形光学材料、３はエタロンと波長板の
効果を兼ね備えたモード制御板、４は出力ミラーである
。第１図は固体レーザー媒質の片側端面をレーザー共振
器の共振ミラーとして使用しているが、第２図のように
共振ミラー５を設けることも可能である。第１図におい
て、２と３の配置を、また第２図において１．２．３の
配置を変更することも可能である。
［作用］
レーザー共振器長Ｌｃ＝５ｃ＋ｗのＮｄ ： ＹＡＧレ
ーザーについて示す。Ｎｄ ： ＹＡＧレーザーの室温
でのゲインスペクトル幅（発振領域）は２５０ＧＨｚで
あり、エタロンの自由スペクトル間隔（以下ＦＳＲ；Ｆ
ｒｅｅ ５ｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅと略す）はレー
ザーの発振領域より広くなければ単一モード発振ができ
ないので、エタロンのＦＳＲを２５０ＧＨｚとする。こ
のとき、エタロンの厚さしはｎをエタロン材の屈折率、
Ｃを光速とすると、ＦＳＲ＝ｃ／ （２ｎＬ）よりｎ
＝１．５とすれば、Ｌ ＝ ０．４ｍｍとなる。エタロ
ンとしての機能はＬ≦０．４■ｍとすれば得られるので
、Ｌ≦ｃ／（２ｎ・ＦＳＲ）とすれば良い。
ーザーについて示す。Ｎｄ ： ＹＡＧレーザーの室温
でのゲインスペクトル幅（発振領域）は２５０ＧＨｚで
あり、エタロンの自由スペクトル間隔（以下ＦＳＲ；Ｆ
ｒｅｅ ５ｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅと略す）はレー
ザーの発振領域より広くなければ単一モード発振ができ
ないので、エタロンのＦＳＲを２５０ＧＨｚとする。こ
のとき、エタロンの厚さしはｎをエタロン材の屈折率、
Ｃを光速とすると、ＦＳＲ＝ｃ／ （２ｎＬ）よりｎ
＝１．５とすれば、Ｌ ＝ ０．４ｍｍとなる。エタロ
ンとしての機能はＬ≦０．４■ｍとすれば得られるので
、Ｌ≦ｃ／（２ｎ・ＦＳＲ）とすれば良い。
レーザー共振器の縦モード間隔Δν。は、共振器長Ｌｃ
＝５ｃｍなので である。レーザーの縦モードひとつだけを透過させるた
めに、エタロンのバスバンド幅Δν５を縦モード間隔Δ
１／（のｌ／１０にすると、必要となるエタロンのフィ
ネスＦは となる。しかしながら、レーザー共振器中を共振するこ
とで同一フォトンが９回エタロンを透過するとすると、
フィネスは（２１／ｌ−１） −１′２倍に太き（なる
。ｐを概算すると以下のようになる。
＝５ｃｍなので である。レーザーの縦モードひとつだけを透過させるた
めに、エタロンのバスバンド幅Δν５を縦モード間隔Δ
１／（のｌ／１０にすると、必要となるエタロンのフィ
ネスＦは となる。しかしながら、レーザー共振器中を共振するこ
とで同一フォトンが９回エタロンを透過するとすると、
フィネスは（２１／ｌ−１） −１′２倍に太き（なる
。ｐを概算すると以下のようになる。
共振器モードの減衰時間（光子寿命）をτ。
とすると、
Ｌｃ
ｃ （ａ Ｌｃ ＋ （１−（ＲＩＲ２）””）
）α：共振器内損失＝５％ Ｒ，、Ｒ２：レーザー共振器の端面反射率＝９９．５％
Ｚ ｅ ：３．３ ｘ １Ｏ−８（ｓｅｃ）より、ｐ＝
Ｃ１：ｃ ／ Ｌ ｃ ＝ １９８回、（２１／＋９
１１−１）−１／２品１７となる。
）α：共振器内損失＝５％ Ｒ，、Ｒ２：レーザー共振器の端面反射率＝９９．５％
Ｚ ｅ ：３．３ ｘ １Ｏ−８（ｓｅｃ）より、ｐ＝
Ｃ１：ｃ ／ Ｌ ｃ ＝ １９８回、（２１／＋９
１１−１）−１／２品１７となる。
以上より、シングルパス時のエタロンのフィネスＦ０は
Ｆ０＝Ｆ／ｎ＝ ８３３／１７＝４９で良いことになる
。これより、エタロンの反射率ＲはＦ０＝πＲ””／（
１−Ｒ） ヲ用いて、Ｒ→９４％となる。このような光学膜は、ご
く−射的な反射ミラー膜の作製法である誘電体多層膜蒸
着法によって、ＴｉＯ２と５ｉ０２ の交互多層膜を
反射率９４％となるように設計し蒸着すれば得られる。
Ｆ０＝Ｆ／ｎ＝ ８３３／１７＝４９で良いことになる
。これより、エタロンの反射率ＲはＦ０＝πＲ””／（
１−Ｒ） ヲ用いて、Ｒ→９４％となる。このような光学膜は、ご
く−射的な反射ミラー膜の作製法である誘電体多層膜蒸
着法によって、ＴｉＯ２と５ｉ０２ の交互多層膜を
反射率９４％となるように設計し蒸着すれば得られる。
波長板（χ／２．λ／４板）の効果は、Ｌが０、４ｍｍ
以下の厚さで水晶板をλ＝ １１０６４ｎ （Ｎ ｄ：
ＹＡＧレーザーの場合）のとき通過する光をモニター
しながら研磨しつつ波長板として機能する厚みとなった
とき研磨を終了することによって得られる。
以下の厚さで水晶板をλ＝ １１０６４ｎ （Ｎ ｄ：
ＹＡＧレーザーの場合）のとき通過する光をモニター
しながら研磨しつつ波長板として機能する厚みとなった
とき研磨を終了することによって得られる。
［実施例］
本発明の基本的構成の断面図を第１図に示したが、１例
として固体レーザー媒質１にＮｄ：ＹＡＧロッド、非線
形光学材料２にＫＴＰ単結晶を使用して、共振器長５ｃ
ｍのレーザー共振器を製作した。モード制御板３は１１
０６４ｎのＮｄ：ＹＡＧレーザー光に対して、単一縦モ
ード発振させるためのエタロンと、λ／４の位相差を生
じる波長板（λ／４板）の２つの効果を示すように材質
、厚さ、コーティングが設計されており、例えば、水晶
を使用して厚さ約０．４ｎｏｎで波長えのオーダーで研
磨し、シングルパス時のフィネスが約５０以上になるよ
うに誘電体多層膜コートを施すことによって製作した。
として固体レーザー媒質１にＮｄ：ＹＡＧロッド、非線
形光学材料２にＫＴＰ単結晶を使用して、共振器長５ｃ
ｍのレーザー共振器を製作した。モード制御板３は１１
０６４ｎのＮｄ：ＹＡＧレーザー光に対して、単一縦モ
ード発振させるためのエタロンと、λ／４の位相差を生
じる波長板（λ／４板）の２つの効果を示すように材質
、厚さ、コーティングが設計されており、例えば、水晶
を使用して厚さ約０．４ｎｏｎで波長えのオーダーで研
磨し、シングルパス時のフィネスが約５０以上になるよ
うに誘電体多層膜コートを施すことによって製作した。
この場合、共振器内損失は０．５％以下となるようにし
た。
た。
［発明の効果］
本発明は、エタロンの効果と波長板の効果を兼ね備えＪ
こ１枚のモード制御板を新規に提出し、これを非線形光
学材料を共振器中に有するレーザーの共振器内に挿入す
ることによって、レーザーの縦モードおよび偏光モード
を制御して低ノイズ、高安定なレーザー発振が可能であ
る。従来はエタロンと波長板を別個に使用して同様な効
果を得ていたが、エタロンと波長板の効果を本発明の１
枚の薄い小型な水晶板で実現することにより超小型レー
ザー共振器への挿入が可能になり、又、光軸アライメン
トの簡便化、レーザーの信頼性の向上等の優れた効果が
認められる。
こ１枚のモード制御板を新規に提出し、これを非線形光
学材料を共振器中に有するレーザーの共振器内に挿入す
ることによって、レーザーの縦モードおよび偏光モード
を制御して低ノイズ、高安定なレーザー発振が可能であ
る。従来はエタロンと波長板を別個に使用して同様な効
果を得ていたが、エタロンと波長板の効果を本発明の１
枚の薄い小型な水晶板で実現することにより超小型レー
ザー共振器への挿入が可能になり、又、光軸アライメン
トの簡便化、レーザーの信頼性の向上等の優れた効果が
認められる。
第１図と第２図は本発明装置の基本的構成の実施例の断
面図である。 １・・・固体レーザー媒質 ２・・・非線形光学材料 ３・・・モード制御板 第 ？ 図
面図である。 １・・・固体レーザー媒質 ２・・・非線形光学材料 ３・・・モード制御板 第 ？ 図
Claims (4)
- （１）その光入出射面に反射率ＲがＦ＿ｏ＝πＲ＾１＾
／＾２／（１−Ｒ）（但し、Ｆ＿ｏはレーザーが光学素
子を１回通過するときのフィネス）を満足する光学膜が
形成され、厚さＬが０＜Ｌ≦Ｌ＿１＝ｃ／（２ｎ・ＦＳ
Ｒ） （但し、ｍは自然数、λはレーザーの波長、ｃは高速、
ｎは光学素子の屈折率、ＦＳＲは光学素子の自由スペク
トル間隔、ａは最小値）の範囲内でλ／２板となるよう
研磨されてなることを特徴とする光学素子。 - （２）その光入出射面に反射率ＲがＦ＿ｏ＝πＲ＾１＾
／＾２／（１−Ｒ）（但し、Ｆ＿ｏはレーザーが光学素
子を１回通過するときのフィネス）を満足する光学膜が
形成され、厚さＬが０＜Ｌ≦Ｌ＿１＝ｃ／（２ｎ・ＦＳ
Ｒ） （但し、ｍは自然数、λはレーザーの波長、ｃは高速、
ｎは光学素子の屈折率、ＦＳＲは光学素子の自由スペク
トル間隔、ａは最小値）の範囲内でλ／４板となるよう
研磨されてなることを特徴とする光学素子。 - （３）２枚のレーザー共振用ミラー間に配置されたレー
ザー媒質と非線形光学材料を有するレーザー共振器にお
いて、該レーザー共振器内の光軸上に、請求項１記載の
光学素子を配置したことを特徴とするレーザー共振器。 - （４）２枚のレーザー共振用ミラー間に配置されたレー
ザー媒質と非線形光学材料を有するレーザー共振器にお
いて、該レーザー共振器内の光軸上に、請求項２記載の
光学素子を配置したことを特徴とするレーザー共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19391490A JPH0480980A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 光学素子及びレーザー共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19391490A JPH0480980A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 光学素子及びレーザー共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0480980A true JPH0480980A (ja) | 1992-03-13 |
Family
ID=16315845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19391490A Pending JPH0480980A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 光学素子及びレーザー共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0480980A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05218556A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体レーザー |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP19391490A patent/JPH0480980A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05218556A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体レーザー |
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