JPH06291402A - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
- Publication number
- JPH06291402A JPH06291402A JP10048593A JP10048593A JPH06291402A JP H06291402 A JPH06291402 A JP H06291402A JP 10048593 A JP10048593 A JP 10048593A JP 10048593 A JP10048593 A JP 10048593A JP H06291402 A JPH06291402 A JP H06291402A
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- Japan
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- harmonic
- resonator
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＬＤへの光帰還によるロックの際、戻り光量、
光位相を最適化し高安定な第２高調波出力が得られるよ
うにする。 【構成】モノリシック型共振器１５からの出力光のうち
基本波のみがダイクロイックミラー１６で反射される。
基本波はレンズ１７、ＮＤフィルタ１８を経て最適な光
量に調整され、折り返しミラー２０で位相調整されＬＤ
１２の出射対向面に入射される。
光位相を最適化し高安定な第２高調波出力が得られるよ
うにする。 【構成】モノリシック型共振器１５からの出力光のうち
基本波のみがダイクロイックミラー１６で反射される。
基本波はレンズ１７、ＮＤフィルタ１８を経て最適な光
量に調整され、折り返しミラー２０で位相調整されＬＤ
１２の出射対向面に入射される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ等の光源
から発せられる基本波を共振器内で高調波に変換する高
調波発生装置に関する。
から発せられる基本波を共振器内で高調波に変換する高
調波発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザ等から出射される基
本波をＫＮｂＯ3 結晶等の非線形光学材料に通して、波
長変換された第２高調波や第３高調波を得る装置が種々
提案されている。これらの装置では、複数の反射面で構
成される共振器内に非線形光学材料を配置し、基本波を
共振器内に閉じ込めて増幅させることで、高調波を効率
よく発生させるようにしている。
本波をＫＮｂＯ3 結晶等の非線形光学材料に通して、波
長変換された第２高調波や第３高調波を得る装置が種々
提案されている。これらの装置では、複数の反射面で構
成される共振器内に非線形光学材料を配置し、基本波を
共振器内に閉じ込めて増幅させることで、高調波を効率
よく発生させるようにしている。
【０００３】そして、共振器としては、非線形光学材料
の端面に反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリ
シック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構
成し、この共振器内に非線形光学材料を配置した外部共
振器とが知られている。最近では、装置の小型化および
高調波への変換効率の向上を図るために、外部共振器型
のものから、非線形光学材料の内部において基本波を共
振させるモノリシック型のものへとその主流が移行しつ
つある。
の端面に反射膜を設けて、その内部で共振させるモノリ
シック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構
成し、この共振器内に非線形光学材料を配置した外部共
振器とが知られている。最近では、装置の小型化および
高調波への変換効率の向上を図るために、外部共振器型
のものから、非線形光学材料の内部において基本波を共
振させるモノリシック型のものへとその主流が移行しつ
つある。
【０００４】図２には、従来の高調波発生装置の一例と
して、モノリシック型共振器を用いた第２高調波発生装
置が示されている。
して、モノリシック型共振器を用いた第２高調波発生装
置が示されている。
【０００５】この第２高調波発生装置１は、半導体レー
ザ（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、モード
マッチングレンズ４およびＫＮｂＯ3 結晶等からなる非
線形光学材料５によって構成されている。ＬＤ２は、例
えば波長８６０ｎｍの基本波６を出射する。非線形光学
材料５の図中左右の２面は球面状に研磨加工されてい
る。
ザ（以下ＬＤとする）２、コリメートレンズ３、モード
マッチングレンズ４およびＫＮｂＯ3 結晶等からなる非
線形光学材料５によって構成されている。ＬＤ２は、例
えば波長８６０ｎｍの基本波６を出射する。非線形光学
材料５の図中左右の２面は球面状に研磨加工されてい
る。
【０００６】このうち図中左側の面は基本波６の入射面
をなし、この面に基本波６に対して一部透過、第２高調
波７に対して反射の球面ミラー８が形成されている。ま
た、図中右側の面は第２高調波７の出射面をなし、この
面に基本波６に対して反射、第２高調波７に対して透過
の球面ミラー９が形成されている。更に、非線形光学材
料５の図中下面は、基本波６および第２高調波７のいず
れも全反射する平面ミラー１０を成している。
をなし、この面に基本波６に対して一部透過、第２高調
波７に対して反射の球面ミラー８が形成されている。ま
た、図中右側の面は第２高調波７の出射面をなし、この
面に基本波６に対して反射、第２高調波７に対して透過
の球面ミラー９が形成されている。更に、非線形光学材
料５の図中下面は、基本波６および第２高調波７のいず
れも全反射する平面ミラー１０を成している。
【０００７】上記の構成において、ＬＤ２から出射する
波長８６０ｎｍの基本波６は、コリメートレンズ３によ
り平行光にされ、モードマッチングレンズ４を通過し
て、非線形光学材料５の球面ミラー８のＡ点から入射す
る。この際、Ａ点に入射した基本波６が非線形材料５の
結晶軸ａと平行に進むように、基本波６を結晶軸ａに対
して特定の角度θで入射させる。
波長８６０ｎｍの基本波６は、コリメートレンズ３によ
り平行光にされ、モードマッチングレンズ４を通過し
て、非線形光学材料５の球面ミラー８のＡ点から入射す
る。この際、Ａ点に入射した基本波６が非線形材料５の
結晶軸ａと平行に進むように、基本波６を結晶軸ａに対
して特定の角度θで入射させる。
【０００８】この基本波６は、２つの球面ミラー８、９
と、平面ミラー（全反射ミラー）１０とで構成されるリ
ング共振器内の点Ａ、Ｂ、Ｃでリング型に反射して増幅
される。そして、基本波６は、非線形光学材料５内を結
晶軸ａの方向に通過するとき、その一部が波長４３０ｎ
ｍの第２高調波７に変換され、球面ミラー９のＢ点から
出射される。なお、位相整合条件に適合させて高調波へ
の変換効率を安定させるため、非線形光学材料５は、ペ
ルチェ素子等による温度制御が行われる。このような高
調波発生装置を用いれば、基本波を効率よく高調波に変
換することができる。
と、平面ミラー（全反射ミラー）１０とで構成されるリ
ング共振器内の点Ａ、Ｂ、Ｃでリング型に反射して増幅
される。そして、基本波６は、非線形光学材料５内を結
晶軸ａの方向に通過するとき、その一部が波長４３０ｎ
ｍの第２高調波７に変換され、球面ミラー９のＢ点から
出射される。なお、位相整合条件に適合させて高調波へ
の変換効率を安定させるため、非線形光学材料５は、ペ
ルチェ素子等による温度制御が行われる。このような高
調波発生装置を用いれば、基本波を効率よく高調波に変
換することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の第２高調波
発生装置では、共振器内で発生する微量な逆回りの基本
波光をＬＤに戻すことにより、共振器周波数にＬＤ発振
周波数をロックさせ出力の安定化を図る光帰還制御と呼
ばれる方法が用いられている。この場合、戻り光が非常
に弱く、かつその光量を調整することができないため、
十分な安定性が得られ難い点が問題であった。
発生装置では、共振器内で発生する微量な逆回りの基本
波光をＬＤに戻すことにより、共振器周波数にＬＤ発振
周波数をロックさせ出力の安定化を図る光帰還制御と呼
ばれる方法が用いられている。この場合、戻り光が非常
に弱く、かつその光量を調整することができないため、
十分な安定性が得られ難い点が問題であった。
【００１０】したがって、本発明の目的は共振器からの
ＬＤへの戻り光として、出力光に含まれる共振器モード
の基本波光を用いて、最適な光量に設定し且つ位相を圧
電素子等により調整してＬＤ出射対向面に直接入射する
ことにより、出力の安定化および出力調整を可能にした
高調波発生装置を提供することにある。
ＬＤへの戻り光として、出力光に含まれる共振器モード
の基本波光を用いて、最適な光量に設定し且つ位相を圧
電素子等により調整してＬＤ出射対向面に直接入射する
ことにより、出力の安定化および出力調整を可能にした
高調波発生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高調波発生装置は、基本波発生用の半導体
レーザと、基本波を高調波へ変換する非線形光学結晶を
含む共振器を備えてなる高調波発生装置において、前記
共振器からの出射光に含まれる基本波光のみを半導体レ
ーザ出射対向面に入射させることによって、高安定な高
調波出力を得ることを特徴とする。
め、本発明の高調波発生装置は、基本波発生用の半導体
レーザと、基本波を高調波へ変換する非線形光学結晶を
含む共振器を備えてなる高調波発生装置において、前記
共振器からの出射光に含まれる基本波光のみを半導体レ
ーザ出射対向面に入射させることによって、高安定な高
調波出力を得ることを特徴とする。
【００１２】また本発明において、共振器からの基本波
を半導体レーザの出射対向面に入射させる際、光路内に
ＮＤフィルタを挿入し、これを調整することにより基本
波の光量を最適化し、安定な出力を得るものである。
を半導体レーザの出射対向面に入射させる際、光路内に
ＮＤフィルタを挿入し、これを調整することにより基本
波の光量を最適化し、安定な出力を得るものである。
【００１３】さらに、共振器からの基本波を半導体レー
ザの出射対向面に入射させる際、光路内に圧電素子を接
着したミラーを挿入し、これを調整することにより基本
波光の位相を可変となし、出力調整を行うものである。
ザの出射対向面に入射させる際、光路内に圧電素子を接
着したミラーを挿入し、これを調整することにより基本
波光の位相を可変となし、出力調整を行うものである。
【００１４】
【作用】本発明の高調波発生装置は共振器からの出力光
のうち基本波のみをミラー、レンズ、またＮＤフィルタ
や圧電素子を用いて、ＬＤ出射対向面に入射するような
配置を採る。
のうち基本波のみをミラー、レンズ、またＮＤフィルタ
や圧電素子を用いて、ＬＤ出射対向面に入射するような
配置を採る。
【００１５】ここで、共振器からの出力光に含まれる基
本波光をＬＤに直接入射しない場合、共振器内で発生す
る弱い戻り光のみが、ＬＤから光学系を経るのと逆の経
路でＬＤに戻ることになる。この共振器からの戻り光は
非常に微弱で、かつ結晶および加工品質に依存してお
り、調整ができない物理量である。そのため、共振器周
波数にＬＤ周波数をロックさせるうえで、共振器毎のバ
ラツキが大きく、かつロックのされ方が弱いため出力安
定性が確保し難い。
本波光をＬＤに直接入射しない場合、共振器内で発生す
る弱い戻り光のみが、ＬＤから光学系を経るのと逆の経
路でＬＤに戻ることになる。この共振器からの戻り光は
非常に微弱で、かつ結晶および加工品質に依存してお
り、調整ができない物理量である。そのため、共振器周
波数にＬＤ周波数をロックさせるうえで、共振器毎のバ
ラツキが大きく、かつロックのされ方が弱いため出力安
定性が確保し難い。
【００１６】これに対して、出力光に含まれる基本波を
レンズで集光しミラーで折り返してＬＤ出射対向面に直
接入射することにより、第２高調波出力光の安定化が可
能になる。またこの際、レンズとミラーの間にＮＤフィ
ルタを挿入することにより入射光量の最適化が図れ高安
定化が実現できる。さらに、折り返しミラーを圧電素子
等で位相調整することにより安定化に加え、出力調整も
可能になる。
レンズで集光しミラーで折り返してＬＤ出射対向面に直
接入射することにより、第２高調波出力光の安定化が可
能になる。またこの際、レンズとミラーの間にＮＤフィ
ルタを挿入することにより入射光量の最適化が図れ高安
定化が実現できる。さらに、折り返しミラーを圧電素子
等で位相調整することにより安定化に加え、出力調整も
可能になる。
【００１７】
【実施例】図１には本発明を第２高調波発生装置に適用
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置に適用することもできる。
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置に適用することもできる。
【００１８】この第２高調波発生装置１１は、レーザ光
源としてのＬＤ１２、コリメートレンズ１３、モードマ
ッチングレンズ１４、モノリシック型共振器１５が順次
配列されて構成されている。また、モノリシック型共振
器１５からの出力光はダイクロイックミラー１６により
第２高調波のみを透過し、基本波を反射する。この基本
波はレンズ１７により集光され、ＮＤフィルタ１８にて
最適な戻り光量に調整された後、圧電素子１９を接着し
た折り返しミラー２０によって位相調整を行ってＬＤ１
２の出射対向面に入射される。
源としてのＬＤ１２、コリメートレンズ１３、モードマ
ッチングレンズ１４、モノリシック型共振器１５が順次
配列されて構成されている。また、モノリシック型共振
器１５からの出力光はダイクロイックミラー１６により
第２高調波のみを透過し、基本波を反射する。この基本
波はレンズ１７により集光され、ＮＤフィルタ１８にて
最適な戻り光量に調整された後、圧電素子１９を接着し
た折り返しミラー２０によって位相調整を行ってＬＤ１
２の出射対向面に入射される。
【００１９】ＬＤ１２はこの実施例では、波長８６０ｎ
ｍ、単一縦、単一横モードで、非点収差の少ない基本波
を出射するものが用いられている。また、出射端面およ
び出射対向面はそれぞれ５％、９０％の反射防止膜が真
空蒸着法により施されている。コリメートレンズ１３は
ＬＤ１２から出射される基本波２１を平行なビームに
し、モードマッチングレンズ１４はこのビームを絞って
モノリシック型共振器１５内の共振モードと入射ビーム
とを整合させる役割をなす。モノリシック型共振器１５
は、本実施例では非線形光学結晶としてＫＮｂＯ3 が用
いられている。
ｍ、単一縦、単一横モードで、非点収差の少ない基本波
を出射するものが用いられている。また、出射端面およ
び出射対向面はそれぞれ５％、９０％の反射防止膜が真
空蒸着法により施されている。コリメートレンズ１３は
ＬＤ１２から出射される基本波２１を平行なビームに
し、モードマッチングレンズ１４はこのビームを絞って
モノリシック型共振器１５内の共振モードと入射ビーム
とを整合させる役割をなす。モノリシック型共振器１５
は、本実施例では非線形光学結晶としてＫＮｂＯ3 が用
いられている。
【００２０】基本波２１の入射側に位置するモノリシッ
ク型共振器１５の一方の端面は球面状に形成されてお
り、この面の点Ａ付近には基本波を９２％反射する反射
膜が蒸着されて球面ミラーとされている。一方、第２高
調波の出射側に位置する共振器１５の端面は同じく球面
状に形成されており、この面の点Ｂ付近には基本波を９
９％以上反射し、第２高調波を９０％以上透過する反射
膜が蒸着されて球面ミラーとされている。また、共振器
１５のＣ点を含む平面は全反射条件を満たすように形成
されている。
ク型共振器１５の一方の端面は球面状に形成されてお
り、この面の点Ａ付近には基本波を９２％反射する反射
膜が蒸着されて球面ミラーとされている。一方、第２高
調波の出射側に位置する共振器１５の端面は同じく球面
状に形成されており、この面の点Ｂ付近には基本波を９
９％以上反射し、第２高調波を９０％以上透過する反射
膜が蒸着されて球面ミラーとされている。また、共振器
１５のＣ点を含む平面は全反射条件を満たすように形成
されている。
【００２１】この第２高調波発生装置を用い、９９％以
上第２高調波を透過するミラー１６から１０ｍＷ以上の
青色出力光が得られた。一方、ミラー１６で反射された
基本波光は１〜２ｍＷで、この出力光をレンズ１７で集
光した後、５０％透過のフィルタ１８を用いて０．５〜
１ｍＷ程度に調整し、圧電素子１９を接着したミラー２
０によりＬＤ１２の出射対向面に入射した。この結果、
１０時間以上に渡り１０ｍＷを超える安定な青色出力が
得られた。また、圧電素子１９を制御することにより第
２高調波出力を調整できるとともに、出力のＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御も可能であった。
上第２高調波を透過するミラー１６から１０ｍＷ以上の
青色出力光が得られた。一方、ミラー１６で反射された
基本波光は１〜２ｍＷで、この出力光をレンズ１７で集
光した後、５０％透過のフィルタ１８を用いて０．５〜
１ｍＷ程度に調整し、圧電素子１９を接着したミラー２
０によりＬＤ１２の出射対向面に入射した。この結果、
１０時間以上に渡り１０ｍＷを超える安定な青色出力が
得られた。また、圧電素子１９を制御することにより第
２高調波出力を調整できるとともに、出力のＯＮ−ＯＦ
Ｆ制御も可能であった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
共振器からの出力に含まれる基本波をミラー、レンズを
用いてＬＤ出射対向面に入射することにより安定な第２
高調波出力が得られる。また、ＮＤフィルタや圧電素子
を併用することにより、戻り光量、光位相を最適化で
き、より出力の高安定化が実現するとともに、出力調整
も可能な第２高調波発生装置を構成できる。この第２高
調波発生装置を情報検出用光源として、実用的な光記録
媒体の情報読み取り装置も実現可能である。
共振器からの出力に含まれる基本波をミラー、レンズを
用いてＬＤ出射対向面に入射することにより安定な第２
高調波出力が得られる。また、ＮＤフィルタや圧電素子
を併用することにより、戻り光量、光位相を最適化で
き、より出力の高安定化が実現するとともに、出力調整
も可能な第２高調波発生装置を構成できる。この第２高
調波発生装置を情報検出用光源として、実用的な光記録
媒体の情報読み取り装置も実現可能である。
【図１】本発明の高調波発生装置の一実施例を示す側面
図である。
図である。
【図２】従来の第２高調波発生装置の一例を示す側面図
である。
である。
１１：第２高調波発生装置 １２：半導体レーザ（ＬＤ） １３：コリメートレンズ １４：モードマッチングレンズ １５：モノリシック共振器 １６：ダイクロイックミラー １７：集光レンズ １８：ＮＤフィルタ １９：圧電素子 ２０：折り返しミラー ２１：基本波
Claims (3)
- 【請求項１】基本波発生用の半導体レーザと、基本波を
高調波へ変換する非線形光学結晶を含む共振器を備えて
なる高調波発生装置において、前記共振器からの出射光
に含まれる基本波のみを半導体レーザ出射対向面に入射
させることによって、高安定な高調波出力を得ることを
特徴とする高調波発生装置。 - 【請求項２】共振器からの基本波を半導体レーザの出射
対向面に入射させる際、光路内にＮＤフィルタを挿入
し、これを調整することにより基本波の光量を最適化
し、安定な出力を得る請求項１記載の高調波発生装置。 - 【請求項３】共振器からの基本波を半導体レーザの出射
対向面に入射させる際、光路内に圧電素子を接着したミ
ラーを挿入し、これを調整することにより基本波の位相
を可変となし、出力調整を行う請求項１または２記載の
高調波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10048593A JPH06291402A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10048593A JPH06291402A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291402A true JPH06291402A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=14275238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10048593A Pending JPH06291402A (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06291402A (ja) |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP10048593A patent/JPH06291402A/ja active Pending
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