JPH06265955A - 波長変換素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一つの基本波光源、一つの外部共振器より効
率よく第４高調波を発生させて、簡便な紫外光源を得
る。 【構成】 第２高調波２ωに対してのみ高反射率である
共振器２ａを構成し、この共振器２ａ内の光軸上に第２
高調波発生用の第１の非線形光学結晶３と第４高調波発
生用の第２高調波の非線形光学結晶４とを配置し、この
共振器２ａに外部より基本波ωを入射させ、発生した第
２高調波２ωを共鳴させることにより第２高調波内部電
界強度を強め、この第２高調波２ωより第４高調波４ω
を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、非線形光学結晶を利用
して基本波から第４高調波を発生させる波長変換素子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりフォトリソグラフィ技術は、例
えば半導体集積回路の製造等において広く採用されてい
る。この種のフォトリソグラフィ技術において、微細化
の程度を左右する露光工程では、超高圧水銀ランプから
のｇ線（４３６ｎｍ）が主に使用されている。半導体集
積回路の細線化には、露光光の短波長化と狭帯域化が有
効なことから、紫外線レ−ザとしてのエキシマレ−ザが
有力とみられていた。しかし、エキシマレ−ザは、長時
間安定した出力が得られない等の欠点を有するため安定
した量産用としては実用に至っていないのが現状であ
る。

【０００３】一方、短波長レーザ光源、近赤外可変波長
光源として、非線形光学結晶を利用した波長変換素子が
広く用いられている。非線形光学効果とは、強い電磁場
で誘起される分極が電磁場の強さに比例せずに非線形応
答を示すことをいう。この非線形光学効果を利用した技
術としては、第２高調波を発生させるようにしたものが
代表的であり、ルビ−レ−ザ、Ｈｅ−Ｎｅレ−ザ、半導
体レ−ザから第２高調波を発生させる実験が行われてき
た。

【０００４】この波長変換素子は、非線形光学結晶の非
線形性を利用して入射レーザ光の波長を変換するもので
あり、高効率に波長変換を行うため、共振器を用いてい
ることが通常行われている。この種の共振器としては、 基本波のみを閉込めるようにした基本波共振器、 第２高調波のみを閉込めるようにした第２高調波共
振器、 基本波と第２高調波の双方を閉込めるようにした二
重共振器、 の３通りがある。

【０００５】ここに、非線形光学結晶の第２高調波の吸
収係数の方が基本波の吸収係数に比べて大きいため、上
記の基本波共振器が一般に用いられている。第４高調
波である紫外光の発生を行うためには、２回波長変換を
行う必要がある。こうした方法としては、ワンパスで２
回波長変換を行うものや、外部共振器により第２高調波
発生（ＳＨＧ）を２段に行うもの、更にはレ−ザ共振器
内でのＳＨＧと外部共振器によるＳＨＧとを組み合わせ
たもの等がある。

【０００６】図９は、従来のＹＡＧレ−ザの第４高調波
発生装置の概要を示すものである。同図において、付番
３０はロッド状のＹＡＧレ−ザ発振媒体、３１は励起手
段としての励起用ランプ、３２は全反射ミラ−、３３は
出射ミラ−、３４はＹＡＧレ−ザの第２高調波発生用の
第１の非線形光学素子、３５はＹＡＧレ−ザの第４高調
波発生用の第２の非線形光学素子を示す。

【０００７】同図において、全反射ミラ−３２と出射ミ
ラ−３３により基本波ω（波長１０６４ｎｍ）を共振さ
せる基本波共振器３６が構成され、クリプトンランプ等
の励起用ランプ（励起手段）３１により励起されてＹＡ
Ｇレ−ザ発振媒体３０から出射された基本波ωは、全反
射ミラ−２３と出射ミラ−３３からなる基本波共振器３
６内で共振し、１０６４ｎｍの基本波ωが誘導放射され
て出射ミラ−３３から出射する。

【０００８】そして、基本波共振器３６から出射された
ＹＡＧレ−ザの基本波ωは、第２高調波発生用の第１の
非線形光学素子３４に入射して第２高調波２ω（５３２
ｎｍ）を発生させる。発生した第２高調波２ωは、第４
高調波発生用の第２の非線形光学素子３５に入射して第
４高調波４ωを発生させるようになっている。

【０００９】これは基本的にワンパスで第４高調波への
波長変換を行うようにしたもので、変換効率が低く、Ｙ
ＡＧレ−ザをＱスイッチし基本波のピ−クパワ−を増大
させたパルスで波長変換を行うのが通常である。

【００１０】図１０は、従来の別の第４高調波発生装置
の概要を示すものである。この従来例は、ＹＡＧレ−ザ
の直線共振器３７を構成する共振器ミラ−３８，３９間
にＹＡＧレ−ザ発振媒体３０と第２高調波発生用の第１
の非線形光学結晶３４とを配置し、レ−ザ共振器３７の
内部の基本波電界を利用して高い効率で第２高調波２ω
を発生させる。そして、発生したグリ−ン等の第２高調
波２ωの出力を次段のリング共振器４０に入射し、第２
高調波２ωをリング共振器４０内を循環させるすること
により、リング共振器４０内での第２高調波２ωの電界
強度を増大させ、このリング共振器４０内に配置した第
４高調波発生用の第２の非線形光学結晶３５により第４
高調波４ωを発生させるようにしたものである。

【００１１】図１１は、従来の更に別の第４高調波発生
装置の概要を示すものである。この従来例は、全反射ミ
ラ−３２と出射ミラ−３３により基本波ω（波長１０６
４ｎｍ）を共振させる基本波共振器３６が構成され、ク
リプトンランプ等の励起用ランプ（励起手段）３１によ
り励起されてＹＡＧレ−ザ発振媒体３０から出射された
基本波ωを全反射ミラ−３２と出射ミラ−３３からなる
共振器３６で共振させ、１０６４ｎｍの基本波ωを誘導
放射させて出射ミラ−３３から出射させる。

【００１２】そして、ＹＡＧレ−ザ共振器３６のからの
基本波ωを、内部に第２高調波発生用の第１の非線形光
学結晶３４を配置した第１のリング共振器４１内に入射
させ、基本波ωをリング共振器４１内を循環させること
により、リング共振器４１内の基本波ωの電界強度を増
大させて効率よく第２高調波２ωを発生させる。この第
１のリング共振器４１で発生した第２高調波２ωを、更
に内部に第４高調波発生用の第２の非線形光学結晶３５
を配置した第２のリング共振器４０内に入射させ、第２
高調波２ωをリング共振器４０内を循環させることによ
り、リング共振器４０内の第２高調波２ωの電界強度を
増大させて、効率よく第４高調波４ωである紫外光を発
生させるようにしたものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例は、基本的に２つの共振器を直列に繋げて基本波共
鳴による波長変換を２段に行うようにしたものであるた
め、各段での不安定性が増幅されてしまう。しかも、各
段での波長変換効率が低いため、強力な基本波光源を必
要とするばかりでなく、各段で入力周波数と共振器周波
数との周波数マッチングおよび入力ミラ−の反射率を最
適にしたマッチングを行う必要があって、これがかなり
煩雑になるといった問題点があった。

【００１４】本発明は上記に鑑み、１つの基本波光源を
使用し、より簡単な構成で高効率で基本波から第４高調
波への波長変換を行うことができるようにしたものを提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る波長変換素子は、第２高調波に対する
共振器の光軸上に、光源から入射される基本波を第２高
調波へ変換する第２高調波発生用の第１の非線形光学結
晶と、第２高調波より第４高調波を発生させる第４高調
波発生用の第２の非線形光学結晶とを配置したことを特
徴とするものである。

【００１６】また、第２高調波を多重反射させる少なく
とも３枚の第２高調波反射ミラーを閉鎖リング状に配置
したリング共振器の光軸上に、光源から入射される基本
波を第２高調波へ変換する第２高調波発生用の第１の非
線形光学結晶と、第２高調波より第４高調波を発生させ
る第４高調波発生用の第２の非線形光学結晶とを配置し
たことを特徴とするものである。

【００１７】更に、第２高調波を多重反射させる一対の
第２高調波反射ミラーを直線状に配置した直線共振器の
光軸上に、光源から入射される基本波を第２高調波へ変
換する第２高調波発生用の第１の非線形光学結晶と、第
２高調波より第４高調波を発生させる第４高調波発生用
の第２の非線形光学結晶とを配置したことを特徴とする
ものである。

【００１８】ここに、第２高調波発生用の第１の非線形
光学結晶と第４高調波発生用の第２高調波の非線形光学
結晶とを互いに対向させて配置し、この第１の非線形光
学結晶と第２の非線形光学結晶の互いに対向する端面と
反対側の端面に、第２高調波を反射する第２高調波反射
ミラーを形成して直線共振器を構成したり、第２高調波
発生用の第１の非線形光学結晶としてＫＮｂＯ₃ を、第
４高調波発生用の第２の非線形光学結晶としてβ−Ｂａ
Ｂ₂ Ｏ₄をそれぞれ用いることもできる。

【００１９】

【作用】上記のように構成した本発明によれば、基本波
を第２高調波発生用の第１の非線形光学結晶へ入射する
ことによって得られる第２高調波を共振器内で多重反射
により共鳴させて共振器内の第２高調波の電界強度を強
め、これによって第２高調への変換効率を増大させ、こ
の強い電界強度の第２高調波を共振器内に配置した第４
高調波発生用の第２高調波の非線形光学結晶に入射する
ことによって、効率良く第４高調波を発生させることが
できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４を参照
して説明する。なお、以下の各実施例において、同図に
おいて、実線は基本波ωの光の経路（光路）を、破線は
第２高調波２ωの光の経路（光路）を、一点鎖線は第４
高調波４ωの光の経路（光路）をそれぞれ示している。

【００２１】図１は、第１の実施例を示すもので、この
実施例は、第２高調波を多重反射させる一対の第２高調
波反射ミラー１，１’により第２高調波用に対する直線
共振器２ａを構成し、この直線共振器２ａの内部の光軸
上に、第２高調波発生用の第１の非線形光学結晶３と第
４高調波発生用の第２高調波の非線形光学結晶４とを直
列に配置したものである。

【００２２】即ち、非線形光学結晶３，４の基本波ωに
対する透過率ｔ＝９９．７％とし、第２高調波２ωに対
する第２高調波反射ミラー１，１’の光源側と出力側の
反射率をｒ₁(２ω)、ｒ₁'（２ω）とすると、これらの
反射率が、例えばｒ₁(２ω）＝９９．９％、ｒ₁'（２
ω）＝９９．９％に設定されている。

【００２３】また、第４高調波４ωに対する反射率ｒ
（４ω）は、少なくとも出射側のミラー１’で０％（ｒ
（４ω）＝０％）となされている。これにより、光源か
ら直線共振器２ａ内に入射される基本波ωは、第２高調
波反射ミラー１，１’で多重反射されてその電界強度が
強められ、この強い電界強度の第２高調波２ωが直線共
振器２ａ内に配置された第４高調波発生用の第２の非線
形光学結晶４に入射されて高効率で第４高調波４ωが得
られるようなされている。

【００２４】ここに、第２高調波発生用の第１の非線形
光学結晶３としてＫＮｂＯ₃ 等が、第４高調波発生用の
第２の非線形光学結晶４としてβ−ＢａＢ₂ Ｏ₄等が使
用できる。

【００２５】図２は、前記図１に示す実施例における第
２高調波反射ミラー１，１’を別体として設けることな
く、第１の非線形光学結晶３及び第２の非線形光学結晶
４の端面に光学コーティングを施すことによって、この
第１の非線形光学結晶３及び第２の非線形光学結晶４に
第２高調波反射ミラー１，１’を一体に形成して、第２
高調波２ωに対する直線共振器２ｂを構成したものであ
る。

【００２６】即ち、第１の非線形光学結晶３及び第２の
非線形光学結晶４の互いに向かい合った端面と反対側の
端面には、基本波ωに対して全透過で、第２高調波２ω
に対して高反射率となる光学コーティングが施されて、
ここに第２高調波反射ミラー１，１’が形成されてい
る。

【００２７】この場合、第２高調波反射ミラー１，１’
が形成される非線形光学結晶３，４の端面は，球面に加
工または研磨してある方が望ましい。図３は、リング共
振器に適用した実施例を示すもので、第２高調波２ωを
反射する４枚の第２高調波反射ミラー５，６，７，８を
閉鎖リング状に配置してリング共振器９ａを構成し、こ
のリング共振器９ａの内部の光軸上に、第２高調波発生
用の第１の非線形光学結晶３及び第４高調波発生用の第
２の非線形光学結晶４を配置したものである。

【００２８】これらの第２高調波反射ミラー５，６，
７，８は、第２高調波２ωに対する反射率を、ｒ₅(２
ω），ｒ₆(２ω），ｒ₇(２ω），ｒ₈(２ω）とすると、
これらの反射率が、例えば、ｒ₅(２ω）＝ｒ₆(２ω）＝
ｒ₇(２ω）＝ｒ₈(２ω）＝９９．９％に設定され、第４
高調波４ωに対する反射率は、少なくとも出射側のミラ
ー８に対して０％となされている。

【００２９】図４に示す実施例は、第２高調波２ωを反
射する３枚の第２高調波反射ミラー５，６，１０を閉鎖
リング状に配置してリング共振器９ｂを構成し、このリ
ング共振器９ｂの内部の光軸上に、第２高調波発生用の
第１の非線形光学結晶３及び第４高調波発生用の第２の
非線形光学結晶４を配置したものである。

【００３０】これらの第２高調波反射ミラー５，６，１
０は、第２高調波２ωに対する反射率を、ｒ₅(２ω），
ｒ₆(２ω），ｒ₁₀（２ω）とすると、これらの反射率
が、例えば、ｒ₅(２ω）＝ｒ₆(２ω）＝ｒ₁₀（２ω）＝
９９．９％に設定され、第４高調波４ωに対する反射率
は、少なくとも出射側のミラー６に対して０％となされ
ている。

【００３１】なお、上記実施例において、第１の非線形
光学結晶３及び第２の非線形光学結晶４は、リング共振
器９ａ，９ｂ内の光軸上のどこかに配置すれば良いが、
２つのビームウェイト位置に配置するのが望ましい。

【００３２】ここに、第２高調波発生用の非線形光学結
晶３としてＫＮｂＯ₃ 結晶を考える。ＫＮｂＯ₃ 結晶
は、半導体レ−ザ−の波長（８６０ｎｍ）に対して位相
整合可能である。発生した第２高調波を共振状態にする
ためには、共振器内を１周した後の位相と元の位相とを
一致させる必要があるが、ＫＮｂＯ₃ 結晶の温度調整に
より位相整合と共鳴条件を同時に満足させることができ
る。

【００３３】即ち、ＫＮｂＯ₃ 結晶の結晶長を１ｍｍと
すると、波長８６０ｎｍでの温度許容度は４℃となる。
ＫＮｂＯ₃ 結晶の第２高調波に対するｃ軸の屈折率ｎ_c
（２ω）の温度係数は、δｎ_c（２ω）／δＴ＝０．０
００１／℃程度であるため、結晶長１ｍｍとすると約
２．１℃周期で共鳴条件を満足する。従って、図５に示
すように温度を変えた場合、温度許容度内に３回程度第
２高調波共鳴が成立する点が存在する。

【００３４】位相整合許容度が厳しい結晶の場合、また
は位相整合中心で厳密に共鳴条件を満足させる必要があ
る場合は、ミラ−の位置をＰＺＴ等のアクチュエ−タで
調整するか、共振器内に位相変調用の非線形光学結晶を
配置して位相を調整するか、望ましくは同時に配置した
第４高調波発生用の非線形光学結晶４の温度微調整によ
り、第２高調波の温度許容度以内で共鳴状態を実現でき
る。

【００３５】図４に示す３枚の第２高調波反射ミラ−
５，６，１０によるリング共振器９ｂの場合、第２高調
波反射ミラ−５，６，１０の第２高調波２ωに対する反
射率を９９．９％、第２高調波２ωでのＫＮｂＯ₃ 結晶
３の吸収係数を３％／ｃｍ、変換効率をγ_SH＝０．０２
Ｗ・ｃｍとして、ＫＮｂＯ₃ 結晶３の結晶長を変えて第
２高調波２ωの内部パワ−を計算すると図６に示すよう
になる。

【００３６】この図から、例えば結晶長５ｍｍの場合、
基本波２００ｍＷの入力に対して５Ｗの第２高調波が共
振器９ｂ内に蓄積される。結晶長１ｍｍの場合、基本波
２００ｍＷの入力に対して、第２高調波の共振器９ｂ内
部のパワ−は、約１２Ｗまで増大し、第２高調波２ωの
共振器内部パワ−を増大させるには、ＫＮｂＯ₃ 結晶の
結晶長を短くして吸収ロスを低下させ、共振器のＱファ
クタ−を増大させる方が有利であることが分かる。

【００３７】なお、第２高調波の共振器内部パワ−が増
大すると、第２高調波の吸収により試料温度が上昇し熱
レンズ効果、および伝搬方向へ温度分布が生じる。これ
を極力避けるため吸収の少ない非線形光学結晶を使用す
るか、結晶長を出来るだけ短くして発熱を避ける必要が
ある。

【００３８】第４高調波発生用の非線形光学結晶４とし
てβ−ＢａＢ₂ Ｏ₄を使用し、第４高調波変換効率をγ
_SH＝０．００００２／Ｗと仮定すると、１２Ｗの第２高
調波２ωの内部パワ−から約３ｍＷの第４高調波である
紫外光を発生させることができる。

【００３９】次に、上記図３に示す実施例に対する第１
の使用例を図７に示す。この使用例は、基本波ω（波長
８６０ｎｍ）の光源ＬＤ（レーザダイオード）１１とし
て、ＳＡＮＹＯ製ＬＤを用い、コリメートレンズ１２に
より平行光束を得た後、基本波ωの戻り光を防ぐためフ
ァラデーアイソレータ１３を使用し、焦点距離ｆ＝１０
０ｍｍの集光レンズ１４で基本波ωを集光しリング共振
器９ａへ入射するようにしたものである。

【００４０】リング共振器９ａの第２高調波反射ミラー
５，６，７，８の基本波ω（波長８６０ｎｍ）と第２高
調波２ω（波長４３０ｎｍ）に対する反射率及び第４高
調波４ω（波長２１５ｎｍ）に対する透過率をｒ
₅(ω），ｒ₅(２ω），Ｔ₅(４ω）、ｒ₆(ω），ｒ₆(２
ω），Ｔ₆(４ω）、ｒ₇(ω），ｒ₇(２ω），Ｔ₇(４
ω）、ｒ₈(ω），ｒ₈(２ω），Ｔ₈(４ω）とすると、ｒ
₅(２ω）＝９９．９％、Ｔ₅(４ω）＝８５％、ｒ₆(２
ω）＝ｒ₇(２ω）＝ｒ₈(２ω）＝９９．９％、Ｔ₆(４
ω）＝８５％である。

【００４１】第２高調波発生用の非線形光学結晶３とし
てＫＮｂＯ₃ 結晶（ａ軸結晶、結晶長１ｍｍ）を使用
し、この両端面に無反射コート（ｒ（ω）＝０．２％，
ｒ（２ω）＝０．２％，ｒ（４ω）＝６％）を行ってい
る。ＫＮｂＯ₃ 結晶３は、結晶成長後のものを用い、第
２高調波２ωでの吸収係数は３％／ｃｍであった。

【００４２】第４高調波発生用の非線形光学結晶４とし
てβ−ＢａＢ₂ Ｏ₄ を使用し、この両端面に無反射コー
ト（ｒ（ω）＝０．２％，ｒ（２ω）＝０．２％，ｒ
（４ω）＝６％）を行っている。β−ＢａＢ₂ Ｏ₄結晶
として、その方位が直線偏光の基本波ωを入射しそれと
直交した第２高調波２ωを得るタイプ１（θ＝７０．５
３°、φ＝０°）で、結晶長３ｍｍのものを使用した。
β−ＢａＢ₂ Ｏ₄のコ−ティングを含めたワンパスでの
透過率は９９．５％であった。

【００４３】基本波ωの青色発光が最も強くなるように
ＫＮｂＯ₃ 結晶３の温度を微調整し、β−ＢａＢ₂ Ｏ₄
結晶４の温度をペルチェ温度素子により調整し位相整合
をとると同時に共鳴条件を満たすよう位相調整を同時に
行ったところ、１００ｍＷの基本波ωの入力に対して
０．４ｍＷの第４高調波４ωである紫外光（波長２１５
ｎｍ）が得られた。

【００４４】第２の使用例を図８に示す。この使用例
は、基本波ω（波長１０６４ｎｍ）の光源として半導体
励起ＹＡＧレ−ザを使用し、２台の半導体レーザ１５，
１５’を偏光ビームスプリッタ１６でクロスポンプして
ＹＡＧ結晶１７を励起する。そして、単一周波数とする
ために１／４λ板１８を使用し、出力ミラー１９より出
射された基本波を焦点距離ｆ＝１００ｍｍの集光レンズ
２０でを集光しリング共振器９ａへ入射するようにした
ものである。

【００４５】ここに、リング共振器９ａの第２高調波反
射ミラー５，６，７，８の基本波ω（波長１０６４ｎ
ｍ）と第２高調波２ω（波長５３２ｎｍ）に対する反射
率及び第４高調波４ω（波長２６６ｎｍ）に対する透過
率をｒ₅(ω），ｒ₅(２ω），Ｔ ₅(４ω）、ｒ₆(ω），ｒ
₆(２ω），Ｔ₆(４ω）、ｒ₇(ω），ｒ₇(２ω），Ｔ₇(４
ω）、ｒ₈(ω），ｒ₈(２ω），Ｔ₈(４ω）とすると、ｒ
₅(２ω）＝９９．９％、Ｔ₅(４ω）＝８５％、ｒ₆(２
ω）＝ｒ₇(２ω）＝ｒ₈(２ω）＝９９．９％、Ｔ₆(４
ω）＝８５％である。

【００４６】第２高調波発生用の第１の非線形光学結晶
３としてＫＴＰ（結晶長２ｍｍ）を使用し、この両端面
に無反射コート（ｒ（ω）＝０．２％，ｒ（２ω）＝
０．２％，ｒ（４ω）＝６％）を行っている。第４高調
波発生用の第２の非線形光学結晶４としてβ−ＢａＢ₂
Ｏ₄を使用し、この両端面に無反射コート（Ｒ（ω）＝
０．２％，Ｒ（２ω）＝０．２％，Ｒ（４ω）＝６％）
を行っている。β−ＢａＢ₂ Ｏ₄結晶として、その方位
が上記タイプ１（θ＝４７．６３°、φ＝０°）で、結
晶長３ｍｍのものを使用した。

【００４７】第２高調波２ωの青色発光が最も強くなる
ようにＫＴＰ３の温度を微調整し、β−ＢａＢ₂ Ｏ₄結
晶４の温度をペルチェ温度素子により調整し位相整合を
とると同時に共鳴条件を満たすよう位相調整を行ったと
ころ、２００ｍＷの基本波ωの入力に対して３０ｍＷの
第４高調波４ωである紫外光（波長２６６ｎｍ）が得ら
れた。

【００４８】

【発明の効果】本発明は上記のような構成であるので、
第２高調波を発生させる第１の非線形光学結晶と、第４
高調波を発生させる第２の非線形光学結晶とを第２高調
波に対する共振器の内部に配置することにより、共振器
内における第２高調波の高い内部電界強度を利用して、
１つの共振器から高い変換効率で第４高調波を発生させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す概要図である。

【図２】第２の実施例を示す概要図である。

【図３】第３の実施例を示す概要図である。

【図４】第４の実施例を示す概要図である。

【図５】ＫＮｂＯ₃ における結晶温度と位相整合特性及
び共鳴特性との関係を示すグラフである。

【図６】図４に示す実施例におけるＫＮｂＯ₃ 結晶の結
晶長さ変えた時の基本波入力パワーと第２高調波内部パ
ワーとの関係を示すグラフである。

【図７】図３に示す実施例の第１の使用例を示す概要図
である。

【図８】同じく、第２の使用例を示す概要図である。

【図９】従来例を示す概要図である。

【図１０】異なる従来例を示す概要図である。

【図１１】更に異なる従来例を示す概要図である。

【符号の説明】

１，１’，５，６，７，９，１０ 第２高調波反射ミラ
ー ２ａ，２ｂ 直線共振器 ３ 第１の非線形光学結晶 ４ 第２の非線形光学結晶 ９ａ，９ｂ リング共振器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第２高調波に対する共振器の光軸上に、光
   源から入射される基本波を第２高調波へ変換する第２高
   調波発生用の第１の非線形光学結晶と、第２高調波より
   第４高調波を発生させる第４高調波発生用の第２の非線
   形光学結晶とを配置したことを特徴とする波長変換素
   子。
2. 【請求項２】第２高調波を多重反射させる少なくとも３
   枚の第２高調波反射ミラーを閉鎖リング状に配置したリ
   ング共振器の光軸上に、光源から入射される基本波を第
   ２高調波へ変換する第２高調波発生用の第１の非線形光
   学結晶と、第２高調波より第４高調波を発生させる第４
   高調波発生用の第２の非線形光学結晶とを配置したこと
   を特徴とする波長変換素子。
3. 【請求項３】第２高調波を多重反射させる一対の第２高
   調波反射ミラーを直線状に配置した直線共振器の光軸上
   に、光源から入射される基本波を第２高調波へ変換する
   第２高調波発生用の第１の非線形光学結晶と、第２高調
   波より第４高調波を発生させる第４高調波発生用の第２
   の非線形光学結晶とを配置したことを特徴とする波長変
   換素子。
4. 【請求項４】第２高調波発生用の第１の非線形光学結晶
   と第４高調波発生用の第２高調波の非線形光学結晶とを
   互いに対向させて配置し、この第１の非線形光学結晶と
   第２の非線形光学結晶の互いに対向する端面と反対側の
   端面に、第２高調波を反射する第２高調波反射ミラーを
   形成して直線共振器を構成したことを特徴とする請求項
   ３記載の波長変換素子。
5. 【請求項５】第２高調波発生用の第１の非線形光学結晶
   としてＫＮｂＯ₃ 結晶を、第４高調波発生用の第２の非
   線形光学結晶としてβ−ＢａＢ₂ Ｏ₄結晶をそれぞれ用
   いたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載
   の波長変換素子