JPH0537064A - 固体波長可変レーザー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザー媒質にチタンサファイアを用いた固
体波長可変レーザー装置により、５５０〜６７０ｎｍの
波長域を含む２０５〜１１００ｎｍの全域において任意
の波長のレーザー光を得られるようにする。 【構成】 チタンサファイアレーザー第２高調波発生器
１７によって、チタンサファイアレーザー発振器９が発
振するチタンサファイアレーザー基本波からチタンサフ
ァイアレーザー第２高調波を発生させ、更に、差周波発
生器２７によって、該チタンサファイアレーザー第２高
調波と、差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器
２４が発振するチタンサファイアレーザー基本波とか
ら、差周波発生により５５０〜６７０ｎｍの波長域のレ
ーザー光を発生させ得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体波長可変レーザー
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、レーザー媒質にチタンサファイ
アを用いた固体波長可変レーザー装置の一例を示し、１
は波長１０６４ｎｍのレーザー光（ＹＡＧレーザー基本
波）を発振する励起用のＹＡＧレーザー発振器、２はＹ
ＡＧレーザー発振器１が発振するＹＡＧレーザー基本波
から、 １／λ₂＝１／λ₁＋１／λ₁…（１） （λ₁：基本波、λ₂：第２高調波）の関係（第２高調波
発生）によって波長５３２ｎｍのレーザー光（ＹＡＧレ
ーザー第２高調波）を発生させるＹＡＧレーザー第２高
調波発生器、３はＹＡＧレーザー第２高調波発生器２に
よって発生したＹＡＧレーザー第２高調波と、ＹＡＧレ
ーザー第２高調波発生器２において第２高調波に変換さ
れずに残ったＹＡＧレーザー基本波のうち、ＹＡＧレー
ザー基本波成分を透過させ、ＹＡＧレーザー第２高調波
成分のみを反射させるダイクロイックミラー、４はダイ
クロイックミラー３を透過したＹＡＧレーザー基本波を
遮断するビームダンパー、５はダイクロイックミラーに
よって反射したＹＡＧレーザー第２高調波の一部を透過
させ、残りを反射させるハーフミラー、６はハーフミラ
ー５を透過したＹＡＧレーザー第２高調波を収束させる
ためのレンズ、７はハーフミラー５によって反射したＹ
ＡＧレーザー第２高調波を反射させる全反射ミラー、８
は全反射ミラー７によって反射したＹＡＧレーザー第２
高調波を収束させるためのレンズである。

【０００３】９はチタンサファイアレーザー発振器であ
り、該チタンサファイアレーザー発振器９は、前記レン
ズ６によって収束したＹＡＧレーザー第２高調波を反射
させ、且つ他の波長の光を透過させるダイクロイックミ
ラー１１と、該ダイクロイックミラー１１が反射したＹ
ＡＧレーザー第２高調波が入射することにより励起さ
れ、波長６７０〜１１００ｎｍの光を発生する発振用チ
タンサファイアレーザーロッド１０と、該発振用チタン
サファイアレーザーロッド１０が発生した光を共振させ
るための共振器のフロントミラー１２及びエンドミラー
１３と、前記発振用チタンサファイアレーザーロッド１
０が発生する波長６７０〜１１００ｎｍの波長成分を有
する光のうち、特定の波長の光のみをよく透過させ、他
の波長の光を散乱させる複屈折フィルター等の波長同調
素子（波長選択素子）１４と、前記エンドミラー１３及
びフロントミラー１２によって共振することにより一定
の光強度レベルに達して前記フロントミラー１２を透過
する、６７０〜１１００ｎｍ間の任意波長を有するチタ
ンサファイアレーザー基本波を透過させ、且つ前記レン
ズ８によって収束したＹＡＧレーザー第２高調波を反射
させるダイクロイックミラー１６と、該ダイクロイック
ミラー１６が反射したＹＡＧレーザー第２高調波が入射
することにより励起され、前記ダイクロイックミラー１
６を透過して入射するチタンサファイアレーザー基本波
の光強度を増幅する増幅用チタンサファイアレーザーロ
ッド１５とを備えている。

【０００４】上述したチタンサファイアレーザー発振器
９では、波長同調素子１４の角度を回転させることによ
り、チタンサファイアレーザー発振器９から発振される
チタンサファイアレーザー基本波の波長を、６７０〜１
１００ｎｍの波長域における任意の特定波長に設定でき
るようになっている。

【０００５】更に、１７は前記チタンサファイアレーザ
ー発振器９の増幅用チタンサファイアレーザーロッド１
５により出射されたチタンサファイアレーザー基本波か
ら前記（１）式の関係によってチタンサファイアレーザ
ー第２高調波を発生させるチタンサファイアレーザー第
２高調波発生器、１８はチタンサファイアレーザー第２
高調波発生器１７によって発生したチタンサファイアレ
ーザー第２高調波、及びチタンサファイアレーザー第２
高調波発生器１７において変換されずに残ったチタンサ
ファイアレーザー基本波から、 １／λ₃＝１／λ₁＋１／λ₂…（２） （λ₁：基本波、λ₂：第２高調波、λ₃：第３高調波）
の関係（第３高調波発生）によってチタンサファイアレ
ーザー第３高調波を発生させ、あるいは、前記チタンサ
ファイアレーザー第２高調波発生器１７によって発生し
たチタンサファイアレーザー第２高調波から前記（１）
式の関係によりチタンサファイアレーザー第４高調波
（チタンサファイアレーザー第２高調波光の第２高調
波）を発生させるチタンサファイアレーザー第３高調波
発生兼第４高調波発生器である。

【０００６】チタンサファイアレーザー第３高調波発生
兼第４高調波発生器１８は、第３高調波発生用の非線形
光学結晶を有する結晶セル、あるいは、第４高調波発生
用の非線形光学結晶を有する結晶セルのいずれかを発生
器本体内に内装できるようになっており、前記結晶セル
を適宜交換することにより、チタンサファイアレーザー
第３高調波、あるいは、チタンサファイアレーザー第４
高調波を発生させることができる。

【０００７】１９はチタンサファイアレーザー第３高調
波発生兼第４高調波発生器１８により変換されなかった
チタンサファイアレーザー基本波、チタンサファイアレ
ーザー第２高調波と、チタンサファイアレーザー第３高
調波発生兼第４高調波発生器１８によって発生したチタ
ンサファイアレーザー第３高調波あるいはチタンサファ
イアレーザー第４高調波を分離するためのプリズムであ
る。

【０００８】上述した固体波長可変レーザー装置では、
ＹＡＧレーザー発振器１によって波長１０６４ｎｍのＹ
ＡＧレーザー基本波を発振させると、ＹＡＧレーザー第
２高調波発生器２によりＹＡＧレーザー基本波から波長
５３２ｎｍのＹＡＧレーザー第２高調波が発生し、該Ｙ
ＡＧレーザー第２高調波はダイクロイックミラー３によ
って反射する。

【０００９】ダイクロイックミラー３によって反射され
たＹＡＧレーザー第２高調波の一部は、ハーフミラー５
を透過し、レンズ６、ダイクロイックミラー１１を経
て、励起光としてチタンサファイアレーザー発振器９の
発振用チタンサファイアレーザーロッド１０へ入射し、
該発振用チタンサファイアレーザーロッド１０によって
チタンサファイアレーザー基本波の元となる光が発光さ
れる。

【００１０】一方、ダイクロイックミラー３によって反
射したＹＡＧレーザー第２高調波の一部は、ハーフミラ
ー５により反射し、全反射ミラー７、レンズ８を経て、
励起光としてチタンサファイアレーザー発振器９の増幅
用チタンサファイアレーザーロッド１５へ入射し、該増
幅用チタンサファイアレーザーロッド１５が励起され、
いま、前記チタンサファイアレーザー発振器９から波長
９００ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波が発振さ
れたとすると、波長９００ｎｍのチタンサファイアレー
ザー基本波は、増幅用チタンサファイアレーザーロッド
１５によって増幅される。

【００１１】増幅用チタンサファイアレーザーロッド１
５によって増幅された波長９００ｎｍのチタンサファイ
アレーザー基本波は、チタンサファイアレーザー第２高
調波発生器１７へ入射し、該チタンサファイアレーザー
第２高調波発生器１７から、前記（１）式の関係によ
り、波長４５０ｎｍのチタンサファイアレーザー第２高
調波が発生する。

【００１２】チタンサファイアレーザー第２高調波発生
器１７により発生した波長４５０ｎｍのチタンサファイ
アレーザー第２高調波と、チタンサファイアレーザー第
２高調波発生器１７において変換されずに残った波長９
００ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波は、チタン
サファイアレーザー第３高調波発生兼第４高調波発生器
１８へ入射し、該チタンサファイアレーザー第３高調波
発生兼第４高調波発生器１８から、前記（２）式または
（１）式の関係により、波長３００ｎｍのチタンサファ
イアレーザー第３高調波または波長２２５ｎｍのチタン
サファイアレーザー第４高調波（チタンサファイアレー
ザー第２高調波光の第２高調波）が発生する。

【００１３】更に、チタンサファイアレーザー第３高調
波発生兼第４高調波発生器１８により発生したチタンサ
ファイアレーザー第３高調波またはチタンサファイアレ
ーザー第４高調波と、チタンサファイアレーザー第３高
調波発生兼第４高調波発生器１８により変換されずに残
ったチタンサファイアレーザー基本波及びチタンサファ
イアレーザー第２高調波は、プリズム１９によって分離
される。

【００１４】また、上述した固体波長可変レーザー装置
では、波長同調素子１４の角度を回転させて、チタンサ
ファイアレーザー発振器９から発振されるチタンサファ
イアレーザー基本波の波長を変化させると、チタンサフ
ァイアレーザー第２高調波発生器１７によって、３３５
〜５５０ｎｍ域における任意波長のチタンサファイアレ
ーザー第２高調波を、また、チタンサファイアレーザー
第３高調波発生兼第４高調波発生器１８によって２２３
〜３６７ｎｍ域における任意波長のチタンサファイアレ
ーザー第３高調波、もしくは２０５〜２７５ｎｍ域にお
ける任意波長のチタンサファイアレーザー第４高調波を
選択、発生させることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した固
体波長可変レーザー装置では、発振用チタンサファイア
レーザーロッド１０、増幅用チタンサファイアレーザー
ロッド１５を形成するチタンサファイアの物性によっ
て、チタンサファイアレーザー発振器９から発振するこ
とができるチタンサファイアレーザー基本波の波長が６
７０〜１１００ｎｍの波長域に限られるので、チタンサ
ファイアレーザー第２高調波発生器１７等により波長５
５０ｎｍ以下のレーザー光を得ることはできるが、５５
０〜６７０ｎｍの波長域のレーザー光を得ることはでき
ない。

【００１６】本発明は上述した問題点を解決するもの
で、前記５５０〜６７０ｎｍの波長域を含む２０５〜１
１００ｎｍの全域において任意の波長のレーザー光を得
ることができる固体波長可変レーザー装置を提供するこ
とを目的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
した固体波長可変レーザー装置は、ＹＡＧレーザー基本
波を発振するＹＡＧレーザー発振器１と、該ＹＡＧレー
ザー発振器１により発振されたＹＡＧレーザー基本波か
らＹＡＧレーザー第２高調波を発生させるＹＡＧレーザ
ー第２高調波発生器２と、該ＹＡＧレーザー第２高調波
発生器２により発生したＹＡＧレーザー第２高調波によ
って励起され、チタンサファイアレーザー基本波を発振
するチタンサファイアレーザー発振器９と、該チタンサ
ファイアレーザー発振器９により発振されたチタンサフ
ァイアレーザー基本波からチタンサファイアレーザー第
２高調波を発生させるチタンサファイアレーザー第２高
調波発生器１７と、前記ＹＡＧレーザー第２高調波発生
器２においてＹＡＧレーザー第２高調波に変換されなか
ったＹＡＧレーザー基本波成分からＹＡＧレーザー第２
高調波を発生させる差周波発生用ＹＡＧレーザー第２高
調波発生器２０と、該差周波発生用ＹＡＧレーザー第２
高調波発生器２０により発生したＹＡＧレーザー第２高
調波によって励起され、チタンサファイアレーザー基本
波を発振する差周波発生用チタンサファイアレーザー発
振器２４と、該差周波発生用チタンサファイアレーザー
発振器２４によって発振されたチタンサファイアレーザ
ー基本波、及び前記チタンサファイアレーザー第２高調
波発生器１７によって発生したチタンサファイアレーザ
ー第２高調波から、差周波レーザー光を発生させる差周
波発生器２７とを備えてなるものである。

【００１８】本発明の請求項２に記載した固体波長可変
レーザー装置は、ＹＡＧレーザー基本波を発振するＹＡ
Ｇレーザー発振器１と、該ＹＡＧレーザー発振器１によ
り発振されたＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー
第２高調波を発生させるＹＡＧレーザー第２高調波発生
器２と、該ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２から発生
したＹＡＧレーザー第２高調波によって励起され、チタ
ンサファイアレーザー基本波を発振するチタンサファイ
アレーザー発振器９と、該チタンサファイアレーザー発
振器９により発振されたチタンサファイアレーザー基本
波からチタンサファイアレーザー第２高調波を発生させ
るチタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７と、
前記ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２において第２高
調波に変換されずに残ったＹＡＧレーザー基本波、及び
ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２により発生したＹＡ
Ｇレーザー第２高調波によって、ＹＡＧレーザー第３高
調波を発生させるＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３
と、該ＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３により発生
したＹＡＧレーザー第３高調波によって、光パラメトリ
ック発振レーザー光を発生させる光パラメトリック発振
器３７とを備えてなるものである。

【００１９】

【作用】本発明の請求項１に記載した固体波長可変レー
ザー装置では、チタンサファイアレーザー第２高調波発
生器１７によってチタンサファイアレーザー発振器９が
発振するチタンサファイアレーザー基本波からチタンサ
ファイアレーザー第２高調波を発生させ、更に差周波発
生器２７によって前記チタンサファイアレーザー第２高
調波と差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器２
４が発振するチタンサファイアレーザー基本波とから、
差周波発生により５５０〜６７０ｎｍの波長域における
任意波長のレーザー光を発生させる。

【００２０】本発明の請求項２に記載した固体波長可変
レーザー装置では、ＹＡＧレーザー第３高調波発生器３
３によって、ＹＡＧレーザー発振器１が発振するＹＡＧ
レーザー基本波と、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２
が発生させるＹＡＧレーザー第２高調波とから、ＹＡＧ
レーザー第３高調波を発生させ、更に、光パラメトリッ
ク発振器３７によって、光パラメトリック発振によりＹ
ＡＧレーザー第３高調波から５５０〜６７０ｎｍの波長
域における任意波長のレーザー光を発生させる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。

【００２２】図１は本発明の請求項１に対応する実施例
を示し、図中、図３と同一の符号を付した部分は同一物
を表わしている。

【００２３】なお、本実施例のチタンサファイアレーザ
ー発振器９では、波長同調素子１４の回転角は波長７５
０ｎｍの光のみをよく透過させ、他の波長の光を散乱さ
せる角度に設定されており、チタンサファイアレーザー
発振器９は波長７５０ｎｍのチタンサファイアレーザー
基本波を発振するようになっている。

【００２４】従って、チタンサファイアレーザー第２高
調波発生器１７からは前記（１）式の関係により波長３
７５ｎｍのチタンサファイアレーザー第２高調波が発生
するようになっている。

【００２５】２０はダイクロイックミラー３を透過した
波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー基本波から、ＹＡＧ
レーザー第２高調波発生器２と同様に、前記（１）式の
関係によって波長５３２ｎｍのレーザー光（ＹＡＧレー
ザー第２高調波）を発生させる差周波発生用ＹＡＧレー
ザー第２高調波発生器、２１は差周波発生用ＹＡＧレー
ザー第２高調波発生器２０において第２高調波に変換さ
れずに残ったＹＡＧレーザー基本波と、差周波発生用Ｙ
ＡＧレーザー第２高調波発生器２０によって発生したＹ
ＡＧレーザー第２高調波のうち、ＹＡＧレーザー基本波
成分を透過させ、ＹＡＧレーザー第２高調波成分のみを
反射させるダイクロイックミラー、２２はダイクロイッ
クミラー２１を透過したＹＡＧレーザー基本波を遮断す
るビームダンパー、２３はダイクロイックミラー２１に
よって反射したＹＡＧレーザー第２高調波を収束させる
ためのレンズである。

【００２６】２４は差周波発生用チタンサファイアレー
ザー発振器であり、該差周波発生用チタンサファイアレ
ーザー発振器２４は、前記レンズ２３によって収束した
ＹＡＧレーザー第２高調波を反射させ、且つ他の波長の
光を透過させるダイクロイックミラー４１と、該ダイク
ロイックミラー４１が反射したＹＡＧレーザー第２高調
波が入射することにより励起され、波長６７０〜１１０
０ｎｍの光を発生するチタンサファイアレーザーロッド
４２と、該チタンサファイアレーザーロッド４２が発生
した光を共振させるための共振器のフロントミラー４３
及びエンドミラー４４と、前記チタンサファイアレーザ
ーロッド４２が発生する波長６７０〜１１００ｎｍの波
長成分を有する光のうち、特定の波長の光のみをよく透
過させ、他の波長の光を散乱させる複屈折フィルター等
の波長同調素子４５とを備えている。

【００２７】上述した差周波発生用チタンサファイアレ
ーザー発振器２４では、波長同調素子４５の角度を回転
させることにより、チタンサファイアレーザー発振器２
４から発振されるチタンサファイアレーザー基本波の波
長を、６７０〜１１００ｎｍの波長域における任意の特
定波長に設定できるようになっており、本実施例では、
差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器２４は、
波長９３０ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波を発
振するようになっている。

【００２８】２５はチタンサファイアレーザー第２高調
波発生器１７とチタンサファイアレーザー第３高調波発
生兼第４高調波発生器１８との間に着脱自在に取付けら
れ、装着時においては、チタンサファイアレーザー第２
高調波発生器１７において第２高調波に変換されずに残
った７５０ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波と、
チタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７によっ
て発生した波長３７５ｎｍのチタンサファイアレーザー
第２高調波のうち、チタンサファイアレーザー基本波成
分を透過させ、チタンサファイアレーザー第２高調波成
分のみを反射するダイクロイックミラー、２６はダイク
ロイックミラー２５によって反射したチタンサファイア
レーザー第２高調波を反射し、また、差周波発生用チタ
ンサファイアレーザー発振器２４が発振する波長９３０
ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波を透過させるダ
イクロイックミラー、２７はダイクロイックミラー２６
によって反射したチタンサファイアレーザー第２高調波
と、ダイクロイックミラー２６を透過した前記チタンサ
ファイアレーザー基本波から、 １／λ₆＝１／λ₅−１／λ₄…（３） （λ₆：差周波、λ₄：光波１、λ₅：光波２、但しλ₄＞
λ₅）の関係（差周波発生）によって波長６２８ｎｍの
レーザー光を発生させる差周波発生器、２８は差周波発
生器２７において変換されずに残った波長３７５ｎｍの
チタンサファイアレーザー第２高調波（光波２）、波長
９３０ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波（光波
１）と、差周波発生器２７により発生した波長６２８ｎ
ｍの差周波レーザー光を分離するためのペリンブロカプ
リズムである。

【００２９】なお、図１に示す固体波長可変レーザー装
置では、ダイクロイックミラー３と差周波発生用ＹＡＧ
レーザー第２高調波発生器２０との間にビームダンパー
４を配置することができるようになっている。

【００３０】以下、本実施例の作動を説明する。

【００３１】波長６２８ｎｍのレーザー光を得るときに
は、チタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７
と、チタンサファイアレーザー第３高調波発生兼第４高
調波発生器１８との間に、ダイクロイックミラー２５を
装着しておく。

【００３２】この状態でＹＡＧレーザー発振器１によっ
て波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー基本波を発振させ
ると、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２によりＹＡＧ
レーザー基本波から波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザー第
２高調波が発生し、該ＹＡＧレーザー第２高調波は、ダ
イクロイックミラー３、ハーフミラー５、レンズ６、あ
るいは全反射ミラー７、レンズ８等の光学素子によっ
て、励起光としてチタンサファイアレーザー発振器９へ
導かれ、該チタンサファイアレーザー発振器９から波長
７５０ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波が発振さ
れる。

【００３３】更に、チタンサファイアレーザー発振器９
が発振するチタンサファイアレーザー基本波からチタン
サファイアレーザー第２高調波発生器１７によって前記
（１）式の関係により波長３７５ｎｍのチタンサファイ
アレーザー第２高調波が発生し、該チタンサファイアレ
ーザー第２高調波はダイクロイックミラー２５，２６に
より反射して差周波発生器２７へ入射する。

【００３４】一方、ダイクロイックミラー３を透過した
ＹＡＧレーザー基本波は、差周波発生用ＹＡＧレーザー
第２高調波発生器２０へ入射し、該差周波発生用ＹＡＧ
レーザー第２高調波発生器２０によりＹＡＧレーザー基
本波から前記（１）式の関係により波長５３２ｎｍのＹ
ＡＧレーザー第２高調波が発生し、更に、該ＹＡＧレー
ザー第２高調波は、ダイクロイックミラー２１、レンズ
２３等の光学素子によって励起光として差周波発生用チ
タンサファイアレーザー発振器２４へ導かれ、該差周波
発生用チタンサファイアレーザー発振器２４から波長９
３０ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波が発振さ
れ、該チタンサファイアレーザー基本波はダイクロイッ
クミラー２６を透過して差周波発生器２７へ入射する。

【００３５】差周波発生器２７は、差周波発生用チタン
サファイアレーザー発振器２４によって発生した波長９
３０ｎｍのチタンサファイアレーザー基本波と前記波長
３７５ｎｍのチタンサファイアレーザー第２高調波が入
射すると、該チタンサファイアレーザー基本波と、該チ
タンサファイアレーザー第２高調波とから前記（３）式
の関係によって波長６２８ｎｍのレーザー光を発生さ
せ、差周波発生器２７により変換されずに残ったチタン
サファイアレーザー基本波、チタンサファイアレーザー
第２高調波と、差周波発生器２７によって発生した波長
６２８ｎｍの差周波レーザー光は、ペリンブロカプリズ
ム２８によって分離される。

【００３６】また本実施例では、波長同調素子１４，４
５の角度を回転させて、チタンサファイアレーザー発振
器９、差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器２
４が発振する各チタンサファイアレーザー基本波の波長
を変化させることより、差周波発生器２７から５５０〜
６７０ｎｍの波長域における任意波長のレーザー光を得
ることができる。

【００３７】一方、図１に示す固体波長可変レーザー装
置において、チタンサファイアレーザー発振器９が発振
するチタンサファイアレーザー基本波から、チタンサフ
ァイアレーザー第２高調波発生器１７、チタンサファイ
アレーザー第３高調波発生兼第４高調波発生器１８によ
って、チタンサファイアレーザー第２高調波やチタンサ
ファイアレーザー第３高調波または第４高調波を発生さ
せるときには、チタンサファイアレーザー第２高調波発
生器１７、チタンサファイアレーザー第３高調波発生兼
第４高調波発生器１８間よりダイクロイックミラー２５
を取外して、チタンサファイアレーザー第２高調波発生
器１７において変換されずに残った波長７５０ｎｍのチ
タンサファイアレーザー基本波と、チタンサファイアレ
ーザー第２高調波発生器１７により発生した波長３７５
ｎｍのチタンサファイアレーザー第２高調波とがチタン
サファイアレーザー第３高調波発生兼第４高調波発生器
１８へ入射するようにすると、該チタンサファイアレー
ザー第３高調波発生兼第４高調波発生器１８によって、
チタンサファイアレーザー基本波とチタンサファイアレ
ーザー第２高調波から前記（２）式の関係により、波長
２５０ｎｍのチタンサファイアレーザー第３高調波が発
生し、更に、チタンサファイアレーザー基本波、チタン
サファイアレーザー第２高調波、チタンサファイアレー
ザー第３高調波はペリンブロカプリズム１９によって分
離される。

【００３８】このとき、ダイクロイックミラー３と差周
波発生用ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２０との間に
ビームダンパー４を配置して、差周波発生用チタンサフ
ァイアレーザー発振器２４に励起光が入射しないように
する。

【００３９】なお、本実施例ではチタンサファイアレー
ザー第４高調波に相当する波長は１８８ｎｍとなるが、
この波長は２０５ｎｍよりも短く波長変換（第４高調波
発生）の位相整合条件を満足しない。従ってこの場合
（チタンサファイアレーザー基本波の波長が７５０ｎｍ
の場合）には、チタンサファイアレーザー第３高調波発
生兼第４高調波発生器１８においてチタンサファイアレ
ーザー第４高調波を発生することはできない。

【００４０】図２は本発明の請求項２に対応する実施例
を示し、図中、図１及び図３と同一の符号を付した部分
は同一物を表わしている。

【００４１】２９はＹＡＧレーザー第２高調波発生器２
によって発生した波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザー第２
高調波と、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２において
変換されずに残った波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー
基本波の双方を反射させる全反射ミラー、３０はＹＡＧ
レーザー基本波の偏光面はそのままでＹＡＧレーザー第
２高調波の偏光面のみを９０゜回転させ得る波長板４７
とダイクロイック偏光ミラー３１と該ダイクロイック偏
光ミラー３１による反射光を遮断し得るビームダンパー
３２等を備えた光路切替スイッチであり、前記ダイクロ
イック偏光ミラー３１には、全反射ミラー２９によって
反射したＹＡＧレーザー第２高調波とＹＡＧレーザー基
本波が入射するようになっている。

【００４２】光路切替スイッチ３０は、ダイクロイック
偏光ミラー３１からの反射光がビームダンパー３２によ
って遮断されない状態では、ダイクロイック偏光ミラー
３１に入射したＹＡＧレーザー第２高調波、ＹＡＧレー
ザー基本波の双方を反射し、また、ビームダンパー３２
によってダイクロイック偏光ミラー３１からの反射光が
遮断される状態では、ダイクロイック偏光ミラー３１に
入射したＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高
調波のうち、ＹＡＧレーザー基本波成分を反射しＹＡＧ
レーザー第２高調波成分のみを透過させるようになって
いる。

【００４３】３３は光路切替スイッチ３０によって反射
したＹＡＧレーザー第２高調波とＹＡＧレーザー基本波
から前記（２）式の関係によって波長３５５ｎｍのレー
ザー光（ＹＡＧレーザー第３高調波）を発生させるＹＡ
Ｇレーザー第３高調波発生器、３４はＹＡＧレーザー第
３高調波発生器３３において第３高調波に変換されずに
残ったＹＡＧレーザー基本波、ＹＡＧレーザー第２高調
波及びＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３によって発
生したＹＡＧレーザー第３高調波のうち基本波成分及び
第２高調波成分を透過させ、第３高調波成分のみを反射
するダイクロイックミラー、３５はダイクロイックミラ
ー３４によって反射されるＹＡＧレーザー第３高調波を
反射する全反射ミラー、３６はダイクロイックミラー３
４を透過したＹＡＧレーザー基本波、ＹＡＧレーザー第
２高調波を遮断するビームダンパー、３７はＢＢＯ結晶
等の非線形光学結晶３８、フロントミラー３９、エンド
ミラー４０等を備え、全反射ミラー３５によって反射し
たＹＡＧレーザー第３高調波から、 １／λ₉＝１／λ₇＋１／λ₈…（４） （λ₉：励起光波（例えばＹＡＧレーザー第３高調
波）、λ₇，λ₈：発生する光波）の関係（光パラメトリ
ック発振）によって、波長６２８ｎｍのレーザー光と、
波長８１７ｎｍのレーザー光を発生させる光パラメトリ
ック発振器、４６は光パラメトリック発振器３７によっ
て発生した波長６２８ｎｍのレーザー光を、波長８１７
ｎｍのレーザー光及び光パラメトリック発振器３７によ
って変換されなかったＹＡＧレーザー第３高調波と分離
するペリンブロカプリズムである。

【００４４】前記非線形光学結晶３８では、前記（４）
式における励起波長λ₉が決まれば結晶の角度によって
自動的に発生波長λ₇，λ₈が定まるようになっている。

【００４５】以下、本実施例の作動を説明する。

【００４６】波長６２８ｎｍのレーザー光を得るときに
は、光路切替スイッチ３０の波長板４７の回転角を、こ
れを通過するＹＡＧレーザー第２高調波がダイクロイッ
ク偏光ミラー３１で反射する偏光を有するような角度
に、またビームダンパー３２を、ダイクロイック偏光ミ
ラー３１からの反射光を遮断しないように設定してお
く。

【００４７】この状態で、ＹＡＧレーザー発振器１によ
って波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー基本波を発振さ
せると、ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２によりＹＡ
Ｇレーザー基本波から波長５３２ｎｍのＹＡＧレーザー
第２高調波が発生し、該ＹＡＧレーザー第２高調波及び
ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２において第２高調波
に変換されずに残ったＹＡＧレーザー基本波は、全反射
ミラー２９、ダイクロイック偏光ミラー３１によって反
射されてＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３へ入射
し、該ＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３によって、
ＹＡＧレーザー基本波とＹＡＧレーザー第２高調波か
ら、前記（２）式の関係により波長３５５ｎｍのＹＡＧ
レーザー第３高調波が発生する。

【００４８】ＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３によ
って発生したＹＡＧレーザー第３高調波と、ＹＡＧレー
ザー第３高調波発生器３３によって変換されずに残った
ＹＡＧレーザー基本波、ＹＡＧレーザー第２高調波のう
ち、該基本波成分及び第２高調波成分はダイクロイック
ミラー３４を透過してビームダンパー３６で遮断され、
該第３高調波成分のみがダイクロイックミラー３４で反
射され、更に全反射ミラー３５でも反射されて光パラメ
トリック発振器３７へ入射する。

【００４９】光パラメトリック発振器３７に波長３５５
ｎｍのＹＡＧレーザー第３高調波が入射すると、前記
（４）式の関係により、ＹＡＧレーザー第３高調波から
波長６２８ｎｍのレーザー光と波長８１７ｎｍのレーザ
ー光が発生し、該波長６２８ｎｍのレーザー光は、前記
波長８１７ｎｍのレーザー光及び光パラメトリック発振
器３７によって変換されずに残った波長３５５ｎｍのＹ
ＡＧレーザー第３高調波と、ペリンブロカプリズム１９
によって分離される。

【００５０】また本実施例では、光パラメトリック発振
器３７での非線形光学結晶３８の角度を回転させること
により、光パラメトリック発振器３７から５５０〜６７
０ｎｍの波長域における任意波長のレーザー光を得るこ
とができる。

【００５１】一方、図２に示す固体波長可変レーザー装
置において、チタンサファイアレーザー発振器９が発振
するチタンサファイアレーザー基本波から、チタンサフ
ァイアレーザー第２高調波発生器１７、チタンサファイ
アレーザー第３高調波発生兼第４高調波発生器１８によ
って、チタンサファイアレーザー第２高調波や、チタン
サファイアレーザー第３高調波または第４高調波を発生
させるときには、光路切替スイッチ３０での波長板４７
の回転角を、これを透過するＹＡＧレーザー第２高調波
がダイクロイック偏光ミラー３１を透過する偏光を有す
るような角度に設定してＹＡＧレーザー第２高調波がダ
イクロイック偏光ミラー３１を透過するようにし、ＹＡ
Ｇレーザー第２高調波によりチタンサファイアレーザー
発振器９を励起し、該チタンサファイアレーザー発振器
９によって発振されるチタンサファイアレーザー基本波
をチタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７に入
射させてチタンサファイアレーザー第２高調波を発生さ
せ、更に該チタンサファイアレーザー第２高調波、及び
チタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７におい
て第２高調波に変換されずに残ったチタンサファイアレ
ーザー基本波を、チタンサファイアレーザー第３高調波
発生兼第４高調波発生器１８へ入射させて、チタンサフ
ァイアレーザー第３高調波または第４高調波を発生させ
る。

【００５２】なお、このときには、光路切替スイッチ３
０におけるビームダンパー３２は、ダイクロイック偏光
ミラー３１によって反射されるＹＡＧレーザー基本波を
遮断するように位置設定しておく。

【００５３】なお、本発明の固体波長可変レーザー装置
は、上述した実施例のみに限定されるものではなく、波
長同調素子１４，４５の角度を回転させてチタンサファ
イアレーザー発振器９，２４が発振するチタンサファイ
アレーザー基本波の波長を変更すること、光パラメトリ
ック発振器３７における発振波長を変えること、その
他、本発明の要旨を変更しない範囲内において種々変更
を加え得ることは勿論である。

【００５４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１に
記載した固体波長可変レーザー装置では差周波発生によ
って、また、本発明の請求項２に記載した固体波長可変
レーザー装置では光パラメトリック発振によって、従来
のチタンサファイアを用いた固体波長可変レーザー装置
において発生不可能な５５０〜６７０ｎｍの波長域を含
む２０５〜１１００ｎｍの全域において任意の波長のレ
ーザー光を得ることができるので、固体波長可変レーザ
ー装置としての用途が拡がるという優れた効果を奏し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１に記載した固体波長可変レー
ザー装置の一実施例の概念図である。

【図２】本発明の請求項２に記載した固体波長可変レー
ザー装置の一実施例の概念図である。

【図３】従来の固体波長可変レーザー装置の一例の概念
図である。

【符号の説明】

１ ＹＡＧレーザー発振器 ２ ＹＡＧレーザー第２高調波発生器 ９ チタンサファイアレーザー発振器 １７ チタンサファイアレーザー第２高調波発生器 ２０ 差周波発生用ＹＡＧレーザー第２高調波発生器 ２４ 差周波発生用チタンサファイアレーザー発振器 ２７ 差周波発生器 ３３ ＹＡＧレーザー第３高調波発生器 ３７ 光パラメトリック発振器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＹＡＧレーザー基本波を発振するＹＡＧ
   レーザー発振器１と、該ＹＡＧレーザー発振器１により
   発振されたＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー第
   ２高調波を発生させるＹＡＧレーザー第２高調波発生器
   ２と、該ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２により発生
   したＹＡＧレーザー第２高調波によって励起され、チタ
   ンサファイアレーザー基本波を発振するチタンサファイ
   アレーザー発振器９と、該チタンサファイアレーザー発
   振器９により発振されたチタンサファイアレーザー基本
   波からチタンサファイアレーザー第２高調波を発生させ
   るチタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７と、
   前記ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２においてＹＡＧ
   レーザー第２高調波に変換されなかったＹＡＧレーザー
   基本波成分からＹＡＧレーザー第２高調波を発生させる
   差周波発生用ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２０と、
   該差周波発生用ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２０に
   より発生したＹＡＧレーザー第２高調波によって励起さ
   れ、チタンサファイアレーザー基本波を発振する差周波
   発生用チタンサファイアレーザー発振器２４と、該差周
   波発生用チタンサファイアレーザー発振器２４によって
   発振されたチタンサファイアレーザー基本波、及び前記
   チタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７によっ
   て発生したチタンサファイアレーザー第２高調波から差
   周波レーザー光を発生させる差周波発生器２７とを備え
   てなることを特徴とする固体波長可変レーザー装置。
2. 【請求項２】 ＹＡＧレーザー基本波を発振するＹＡＧ
   レーザー発振器１と、該ＹＡＧレーザー発振器１により
   発振されたＹＡＧレーザー基本波からＹＡＧレーザー第
   ２高調波を発生させるＹＡＧレーザー第２高調波発生器
   ２と、該ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２から発生し
   たＹＡＧレーザー第２高調波によって励起され、チタン
   サファイアレーザー基本波を発振するチタンサファイア
   レーザー発振器９と、該チタンサファイアレーザー発振
   器９により発振されたチタンサファイアレーザー基本波
   からチタンサファイアレーザー第２高調波を発生させる
   チタンサファイアレーザー第２高調波発生器１７と、前
   記ＹＡＧレーザー第２高調波発生器２において第２高調
   波に変換されずに残ったＹＡＧレーザー基本波、及びＹ
   ＡＧレーザー第２高調波発生器２により発生したＹＡＧ
   レーザー第２高調波によって、ＹＡＧレーザー第３高調
   波を発生させるＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３
   と、該ＹＡＧレーザー第３高調波発生器３３により発生
   したＹＡＧレーザー第３高調波によって、光パラメトリ
   ック発振レーザー光を発生させる光パラメトリック発振
   器３７とを備えてなることを特徴とする固体波長可変レ
   ーザー装置。