JPH0715075A - Short pulse laser light source - Google Patents

Short pulse laser light source

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JPH0715075A
JPH0715075A JP15735693A JP15735693A JPH0715075A JP H0715075 A JPH0715075 A JP H0715075A JP 15735693 A JP15735693 A JP 15735693A JP 15735693 A JP15735693 A JP 15735693A JP H0715075 A JPH0715075 A JP H0715075A
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light
optical
laser
short pulse
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Hideo Suzuki
英夫 鈴木
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Abstract

PURPOSE:To obtain a short pulse light having variable wavelength by feeding the light, emitted from a nonlinear optical medium upon reentrance during reverse optical parametric process, back to a laser medium thereby shortening the duration of pulse. CONSTITUTION:A beam (wavelength lambdaOSC) emitted from a laser medium 1 passes through a unidirectional unit 5 and reflected on a mirror M1. The beam is then passed through lenses L1, L2 in order to increase the power density thereof before the beam impinges on a nonlinear optical crystal X1. Consequently, two beams having wavelengths lambdaS1, lambdaS2 are generated in the crystal X1 through a parametric process. The original wavelength lambdaOSC is recovered at a second nonlinear optical crystal X2 through an optical parametric process reverse to that of the first crystal X1. In other words, the light having wavelength lambdaOSC emitted from the crystal X2 passes through lenses L3, L4 where the original beam diameter is recovered and then the light is reflected on a mirror MS back to the laser medium. Since the combination acts as a mirror which reflects the light more as the incident intensity thereof increases, i.e., a saturable absorber, a short pulse light can be generated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は短パルスレーザ光源に関
するもので、特にモードロッキング短パルスレーザ光源
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short pulse laser light source, and more particularly to a mode-locking short pulse laser light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】短パルスレーザ光源として、受動モード
ロックあるいは能動モードロックの手法を用いた短パル
スレーザ光源が知られている。
2. Description of the Related Art As a short pulse laser light source, a short pulse laser light source using a passive mode-locking method or an active mode-locking method is known.

【0003】受動モードロック方式のレーザ光源は、レ
ーザ共振器内に可飽和吸収体として色素溶液を配置し、
光パルスがこの色素溶液を通過する際、パルス波形に応
じて損失或いは位相変調が自動的に生じることにより短
パルス光が得られるものが実用化されている。一方、能
動モードロック方式のレーザ光源は、光変調素子を用
い、光の走行周期に合わせた信号を加えて位相を強制的
に同期する方法により、短パルス光が得られるものが実
用化されている。
In a passive mode-locked laser light source, a dye solution is placed as a saturable absorber in a laser resonator,
When a light pulse passes through this dye solution, loss or phase modulation is automatically generated according to the pulse waveform, and a short pulse light can be obtained for practical use. On the other hand, an active mode-locked laser light source that uses a light modulation element and forcibly synchronizes the phase by adding a signal that matches the traveling cycle of light has been put to practical use. There is.

【0004】また、他の短パルスレーザ光源として、特
開平1−147881号公報に開示の、2種の波長の短
パルス光を得ることのできるものがある。これは、図8
のように構成されており、ミラーM1 ,M2 からなるレ
ーザ共振器中に、レーザ媒質1と非線形光学媒質Xとミ
ラーM3 が配設されている。
Further, as another short pulse laser light source, there is one which can obtain short pulse light of two kinds of wavelengths disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-147881. This is shown in FIG.
The laser medium 1, the nonlinear optical medium X, and the mirror M 3 are arranged in the laser resonator including the mirrors M 1 and M 2 .

【0005】この構成によれば、レーザ媒質1がポンピ
ングされることにより、レーザ媒質によって決まる周波
数(基本周波数)を持つレーザ共振光が生成され、この
レーザ共振光が非線形光学媒質Xに入射すると、非線形
光学媒質Xでは基本周波数の2倍の周波数の放射光(第
2高調波;SHG)が得られる。ここで、ミラーM
基本周波数の光を全反射し、ミラーMはSHGの1
00%、基本周波数の25%を反射し、ミラーM3 はS
HGを選択反射する。ミラーM2 が基本周波数の25%
を反射することにより、パルス波形に応じて損失が生
じ、短パルス光が得られる。
According to this structure, by pumping the laser medium 1, laser resonant light having a frequency (fundamental frequency) determined by the laser medium is generated, and when this laser resonant light is incident on the nonlinear optical medium X, In the nonlinear optical medium X, radiated light (second harmonic wave; SHG) having a frequency twice the fundamental frequency can be obtained. Here, the mirror M 1 totally reflects light of the fundamental frequency, and the mirror M 2 is SHG 1
00% and 25% of the fundamental frequency are reflected, and the mirror M 3 is S
Selectively reflect HG. Mirror M 2 is 25% of fundamental frequency
Is reflected, a loss occurs according to the pulse waveform, and short pulse light is obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した受動モードロ
ック方式では色素溶液が用いられるが、色素の種類が限
られることや、寿命が短く長時間安定した出力が得られ
ないという問題点があった。一方、能動モードロック方
式では構造が複雑になり、パルス発振のモードロックも
困難であるという問題点があった。また、いずれも所望
の波長の短パルス光を、広い範囲にわたって選択的に生
成し取り出すことはできない。
The above-mentioned passive mode-locking method uses a dye solution, but there are problems that the kinds of dyes are limited and that the life is short and stable output cannot be obtained for a long time. . On the other hand, the active mode locking method has a problem that the structure is complicated and it is difficult to perform the mode locking of the pulse oscillation. Further, neither of them can selectively generate and take out short-pulse light having a desired wavelength over a wide range.

【0007】また、特開平1−147881号公報のも
のは、構造は単純であるものの、上記のように、あらゆ
る強度の光を均一に反射する反射率固定のミラーにより
短パルス化を行っているのでパルス時間幅の十分狭い短
パルス光を得ることができないという問題点があった。
さらに、レーザ共振器内にSHG結晶と呼ばれる非線形
光学媒質Xをセットすることにより、基本周波数の短パ
ルス光に加え、基本周波数の2倍の周波数の短パルス光
を得ることができるが、その周波数は基本周波数の2倍
に固定されていた。すなわち、短パルス光の波長を選択
することができないという問題点があった。
Further, the structure of the Japanese Patent Laid-Open No. 1-147881 is simple, but as described above, the pulse is shortened by the mirror whose reflectance is fixed to uniformly reflect light of all intensities. Therefore, there is a problem that it is not possible to obtain a short pulse light having a sufficiently narrow pulse time width.
Furthermore, by setting a non-linear optical medium X called an SHG crystal in the laser resonator, it is possible to obtain short pulsed light having a frequency twice the fundamental frequency in addition to short pulsed light having the fundamental frequency. Was fixed at twice the fundamental frequency. That is, there is a problem that the wavelength of the short pulse light cannot be selected.

【0008】本発明は、上記の問題点を克服するために
なされたもので、光パラメトリック過程を利用すること
によりモードロッキングを行い、パルス時間幅の十分狭
い短パルス光を出力できる短パルスレーザ光源を提供す
るとともに、多波長を同時に出力し広い範囲にわたり所
望の波長の短パルス光を選択的に生成し取り出すことの
可能な短パルスレーザ光源を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in order to overcome the above-mentioned problems. A short pulse laser light source capable of performing mode locking by utilizing an optical parametric process and outputting a short pulse light having a sufficiently narrow pulse time width. And a short pulse laser light source capable of simultaneously outputting multiple wavelengths and selectively generating and extracting short pulse light of a desired wavelength over a wide range.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の短パ
ルスレーザ光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内
部に有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に
設けられた非線形光学媒質と、レーザ媒質からの生成光
が非線形光学媒質に入射されたときに生起する光パラメ
トリック過程での生成光を選択的に抽出して該非線形光
学媒質に再入射する抽出手段とを備え、抽出手段による
再入射によって非線形光学媒質で生起する光パラメトリ
ック逆過程での生成光をレーザ媒質にフィードバックす
るようにしたことを特徴とする。ここで、この短パルス
レーザ光源は、非線形光学媒質と抽出手段の間の光路上
に光パラメトリック過程での生成光の群速度分散を補正
する光学手段を配設することを特徴としてもよい。
A first short pulse laser light source according to the present invention is a laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a nonlinear optical device provided inside the laser resonator. An extraction means for selectively extracting the generated light in the optical parametric process generated when the generated light from the laser medium is incident on the nonlinear optical medium and re-incident on the nonlinear optical medium; and It is characterized in that the light generated in the optical parametric reverse process generated in the nonlinear optical medium by the re-incident by the means is fed back to the laser medium. Here, this short pulse laser light source may be characterized in that an optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process is arranged on the optical path between the nonlinear optical medium and the extracting means.

【0010】また、本発明に係る第2の短パルスレーザ
光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に有する
レーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設けられた
非線形光学媒質と、レーザ媒質からの生成光が非線形光
学媒質に入射されたときに生起する光パラメトリック過
程での生成光を選択的に抽出して該非線形光学媒質に再
入射する抽出手段と、光パラメトリック過程での生成光
であって抽出手段による再入射によって非線形光学媒質
で生起する光パラメトリック逆過程に関与しないものを
選択して共振器から出射させる選択出射手段とを備え、
再入射によって非線形光学媒質で生起する光パラメトリ
ック逆過程での生成光をレーザ媒質にフィードバックす
るようにしたことを特徴とする。ここで、この短パルス
レーザ光源は、非線形光学媒質を回転する回転手段、或
いは非線形光学媒質の温度を調節する温度調節手段を有
することを特徴としてもよい。さらに、光パラメトリッ
ク過程での生成光の群速度分散を補正する一つ以上の光
学手段を有することを特徴としてもよい。
A second short pulse laser light source according to the present invention is a laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, a nonlinear optical medium provided inside the laser resonator, and a laser. Extraction means for selectively extracting the generated light in the optical parametric process that occurs when the generated light from the medium is incident on the nonlinear optical medium and re-entering the nonlinear optical medium, and the generated light in the optical parametric process. And a selective emission means for selecting and emitting from the resonator those not involved in the optical parametric reverse process occurring in the nonlinear optical medium by re-incident by the extraction means,
It is characterized in that the light generated in the optical parametric reverse process generated in the nonlinear optical medium by re-incident is fed back to the laser medium. Here, this short pulse laser light source may be characterized by having a rotating means for rotating the nonlinear optical medium or a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the nonlinear optical medium. Further, it may be characterized in that it has one or more optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.

【0011】また、本発明に係る第3の短パルスレーザ
光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に有する
レーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設けられ
た、レーザ媒質からの生成光の入射により光パラメトリ
ック過程を生起する第1の非線形光学媒質と、光パラメ
トリック過程での生成光を選択的に抽出する抽出手段
と、抽出手段によって抽出された光パラメトリック過程
での生成光の入射により光パラメトリック逆過程を生起
する第2の非線形光学媒質とを備え、光パラメトリック
逆過程での生成光をレーザ媒質にフィードバックするよ
うにしたことを特徴とする。ここで、この短パルスレー
ザ光源は、第1の非線形光学媒質と第2の非線形光学媒
質の間の光路上に前記光パラメトリック過程での生成光
の群速度分散を補正する光学手段を配設することを特徴
としてもよい。さらに、共振器内の光路長を調節する光
路長調節手段を有し、該光路を互いに逆向きに進むレー
ザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突するよう
にしたことを特徴としてもよい。
A third short pulse laser light source according to the present invention is a laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a laser medium provided inside the laser resonator. A first non-linear optical medium that causes an optical parametric process by the incidence of light, an extracting unit that selectively extracts the generated light in the optical parametric process, and an incidence of the generated light in the optical parametric process extracted by the extracting unit. The second non-linear optical medium that causes the optical parametric reverse process is provided, and the generated light in the optical parametric reverse process is fed back to the laser medium. Here, in this short pulse laser light source, an optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process is arranged on the optical path between the first nonlinear optical medium and the second nonlinear optical medium. It may be characterized. Further, it may be characterized in that an optical path length adjusting means for adjusting an optical path length in the resonator is provided so that generated lights from the laser mediums traveling in opposite directions along the optical path collide in the nonlinear optical medium. .

【0012】また、本発明に係る第4の短パルスレーザ
光源は、レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に有する
レーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設けられ
た、レーザ媒質からの生成光の入射により光パラメトリ
ック過程を生起する第1の非線形光学媒質と、光パラメ
トリック過程での生成光を選択的に抽出する抽出手段
と、抽出手段によって抽出された光パラメトリック過程
での生成光の入射により光パラメトリック逆過程を生起
する第2の非線形光学媒質と、第1の非線形光学媒質で
生起する光パラメトリック過程での生成光であって第2
の非線形光学媒質で生起する光パラメトリック逆過程に
関与しないものを選択して共振器から出射させる選択出
射手段とを備え、光パラメトリック逆過程での生成光を
レーザ媒質にフィードバックするようにしたことを特徴
とする。ここで、この短パルスレーザ光源は、第1の非
線形光学媒質を回転する回転手段と、第2の非線形光学
媒質を回転する回転手段とを有し、双方を連動操作する
ことを特徴としてもよい。また、第1および第2の非線
形光学媒質の温度を調節する温度調節手段を有すること
を特徴としてもよい。さらに、共振器内の光路長を調節
する光路長調節手段を有し、該光路を互いに逆向きに進
むレーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突す
るようにしたことを特徴としてもよい。またさらに、光
パラメトリック過程での生成光の群速度分散を補正する
一つ以上の光学手段を有することを特徴としてもよい。
A fourth short pulse laser light source according to the present invention is a laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a laser medium provided inside the laser resonator. A first non-linear optical medium that causes an optical parametric process by the incidence of light, an extracting unit that selectively extracts the generated light in the optical parametric process, and an incidence of the generated light in the optical parametric process extracted by the extracting unit. And a second nonlinear optical medium that causes an optical parametric inverse process by the first and an optical parametric process that is generated by the first nonlinear optical medium.
The non-linear optical medium of (1) is provided with selective emission means for selecting and emitting from the resonator those not involved in the optical parametric inverse process, and the generated light in the optical parametric inverse process is fed back to the laser medium. Characterize. Here, this short pulse laser light source may have a rotating means for rotating the first nonlinear optical medium and a rotating means for rotating the second nonlinear optical medium, and operate both of them in conjunction. . Further, it may be characterized in that it has a temperature adjusting means for adjusting the temperatures of the first and second nonlinear optical media. Further, it may be characterized in that it has an optical path length adjusting means for adjusting the optical path length in the resonator, and that the generated lights from the laser mediums traveling in opposite directions along the optical path collide in the nonlinear optical medium. . Further, it may be characterized by having one or more optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.

【0013】[0013]

【作用】本発明に係る第1の短パルスレーザ光源では、
レーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質に入射して光
パラメトリック過程が生起すると、この光パラメトリッ
ク過程で生成する光の強度と入射光強度の比が非線形と
なり、この光パラメトリック過程によって強度比が強調
された生成光が、抽出手段により抽出されて再び非線形
光学媒質に入射される。そして、光パラメトリック逆過
程により、再び強度比が強調されるので、抽出手段(例
えばミラー)と非線形光学媒質の組み合わせは、光強度
が高いほど反射率が高率となるミラーとして働く。この
ため、短パルス光の生成が可能となり、抽出手段から、
レーザ媒質からの生成光であって光パラメトリック過程
に関与しないものが短パルス光として出射する。また、
再入射の後に非線形光学媒質から出射した光は、レーザ
媒質に帰還して誘導放出を引き起こす。
In the first short pulse laser light source according to the present invention,
When the light generated from the laser medium enters the nonlinear optical medium and an optical parametric process occurs, the ratio of the intensity of light generated in this optical parametric process to the incident light intensity becomes nonlinear, and the intensity ratio is emphasized by this optical parametric process. The generated light thus extracted is extracted by the extraction means and is incident on the nonlinear optical medium again. Then, since the intensity ratio is emphasized again by the optical parametric reverse process, the combination of the extraction means (for example, the mirror) and the nonlinear optical medium acts as a mirror in which the reflectance becomes higher as the light intensity becomes higher. Therefore, it becomes possible to generate short pulsed light, and from the extraction means,
Light generated from the laser medium that does not participate in the optical parametric process is emitted as short pulse light. Also,
The light emitted from the nonlinear optical medium after re-incident returns to the laser medium and causes stimulated emission.

【0014】各光学素子の屈折率の波長分散は、光パラ
メトリック過程での生成光の群速度分散を引き起こす。
非線形光学媒質と抽出手段の間の光路上に配設された群
速度分散補正用の光学手段は、この群速度分散を補正し
てから、光パラメトリック過程での生成光を非線形光学
媒質に再入射させる。
The wavelength dispersion of the refractive index of each optical element causes the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.
The optical means for correcting group velocity dispersion arranged on the optical path between the nonlinear optical medium and the extracting means corrects this group velocity dispersion and then re-enters the generated light in the optical parametric process into the nonlinear optical medium. Let

【0015】本発明に係る第2の短パルスレーザ光源で
は、上記の第1の短パルスレーザ光源と同様の作用に加
え、選択出射手段が、光パラメトリック過程での生成光
であって光パラメトリック逆過程に関与しないものを選
択し、これを短パルス光として出射させる。逆過程での
生成光は、レーザ媒質に帰還して誘導放出を引き起こ
す。
In the second short pulse laser light source according to the present invention, in addition to the same operation as the first short pulse laser light source, the selective emitting means is the generated light in the optical parametric process and is the optical parametric inverse. Those which do not participate in the process are selected and emitted as short pulse light. The light generated in the reverse process returns to the laser medium and causes stimulated emission.

【0016】本発明に係る第3の短パルスレーザ光源
は、上記の第1の短パルスレーザ光源において、光パラ
メトリック過程を生起する非線形光学媒質と逆過程を生
起する非線形光学媒質を別にしたものである。レーザ媒
質からの生成光が一方の非線形光学媒質に入射して光パ
ラメトリック過程が生起すると、該光パラメトリック過
程で生成する光の強度と入射光強度の比が非線形とな
り、この光パラメトリック過程によって強度比が強調さ
れた生成光が、抽出手段により抽出され、もう一方の非
線形光学媒質に入射される。そして、光パラメトリック
逆過程により、再び強度比が強調されるので、光パラメ
トリック過程を生起する非線形光学媒質から抽出手段
(例えばミラー)さらに逆過程を生起する非線形光学媒
質へ至る組み合わせは、光強度が高いほど反射率が高率
となるミラーとして働く。このため、短パルス光の生成
が可能となり、抽出手段から、レーザ媒質からの生成光
であって光パラメトリック過程に関与しないものが短パ
ルス光として出射する。また、逆過程での生成光は、レ
ーザ媒質に帰還して誘導放出を引き起こす。
A third short-pulse laser light source according to the present invention is the same as the above-mentioned first short-pulse laser light source except that a nonlinear optical medium that causes an optical parametric process and a nonlinear optical medium that causes an inverse process are separated. is there. When the light generated from the laser medium is incident on one of the nonlinear optical media and an optical parametric process occurs, the ratio of the intensity of the light generated in the optical parametric process and the intensity of the incident light becomes non-linear, and the intensity ratio by this optical parametric process. The generated light in which is emphasized is extracted by the extraction means and is incident on the other nonlinear optical medium. Then, the intensity ratio is emphasized again by the optical parametric inverse process, so that the combination of the nonlinear optical medium that causes the optical parametric process, the extraction means (for example, the mirror), and the nonlinear optical medium that causes the inverse process has a different optical intensity. The higher the reflectance, the higher the reflectance. Therefore, it becomes possible to generate short pulse light, and the light generated from the laser medium that is not involved in the optical parametric process is emitted from the extraction means as short pulse light. Further, the light generated in the reverse process returns to the laser medium to cause stimulated emission.

【0017】さらに、双方の非線形光学媒質の間の光路
上に群速度分散補正用の光学手段を配設すれば、光パラ
メトリック過程での生成光は、その群速度分散が補正さ
れた上で、逆過程を生起する非線形光学媒質に入射す
る。
Further, if optical means for correcting group velocity dispersion is arranged on the optical path between the two nonlinear optical media, the generated light in the optical parametric process will have its group velocity dispersion corrected, It is incident on a nonlinear optical medium that causes the reverse process.

【0018】本発明に係る第4の短パルスレーザ光源で
は、上記第3の短パルスレーザ光源と同様の作用に加
え、選択出射手段が、光パラメトリック過程での生成光
であって逆過程に関与しないものを選択し、短パルス光
として出射する。逆過程での生成光は出射せずに、レー
ザ媒質に帰還して誘導放出を引き起こす。
In the fourth short pulse laser light source according to the present invention, in addition to the same operation as the third short pulse laser light source, the selective emission means is the generated light in the optical parametric process and is involved in the reverse process. Those not selected are selected and emitted as short pulse light. The light generated in the reverse process does not go out and returns to the laser medium to cause stimulated emission.

【0019】また、上記第2及び第4の短パルスレーザ
光源において、回転手段は、媒質を回転して媒質の向き
を調節し、温度調節手段は、媒質の温度を調節する。
In the second and fourth short pulse laser light sources, the rotating means rotates the medium to adjust the orientation of the medium, and the temperature adjusting means adjusts the temperature of the medium.

【0020】さらに、上記第2及び第4の短パルスレー
ザ光源において、群速度分散補正用の光学手段は、光パ
ラメトリック過程での生成光の群速度分散を補正する。
Further, in the second and fourth short pulse laser light sources, the optical means for correcting group velocity dispersion corrects the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process.

【0021】また、上記第3及び第4の短パルスレーザ
光源において、光路長調節手段は、互いに逆向きに進む
レーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突する
ように共振器内の光路長を調節する。
Further, in the third and fourth short pulse laser light sources, the optical path length adjusting means has an optical path in the resonator so that the generated lights from the laser medium traveling in opposite directions collide with each other in the nonlinear optical medium. Adjust the length.

【0022】[0022]

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
に係る短パルスレーザ光源を説明する。尚、図面の説明
において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説
明は省略することがある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A short pulse laser light source according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols and redundant description may be omitted.

【0023】第1実施例は、本発明の第1及び第2の短
パルスレーザ光源の実施例である。図1は本実施例に係
る短パルスレーザ光源の構成を示している。図示の通
り、一対のミラーM1 ,M2 によりレーザ共振器が構成
され、この内部にレーザ媒質1,非線形光学結晶Xおよ
び偏光素子2が設置される。レーザ媒質1は例えばN
d:YAGレーザロッドで構成され、その場合の発光波
長はλOSC =1064nmとすることができる。なお、
このレーザ媒質1は、図示しない光源によりポンピング
される。
The first embodiment is an embodiment of the first and second short pulse laser light sources of the present invention. FIG. 1 shows the configuration of a short pulse laser light source according to this embodiment. As shown, a pair of mirrors M 1 and M 2 constitutes a laser resonator, and a laser medium 1, a nonlinear optical crystal X and a polarizing element 2 are installed inside the laser resonator. The laser medium 1 is, for example, N
It is composed of a d: YAG laser rod, and the emission wavelength in that case can be λ OSC = 1064 nm. In addition,
The laser medium 1 is pumped by a light source (not shown).

【0024】偏光素子2はレーザ発振光を紙面に平行な
偏波面を有する光にするためのもので、これによって非
線形光学結晶X内で光パラメトリック過程が起こりやす
くなる。非線形光学結晶Xは正、逆の光パラメトリック
過程を生じさせるもので、生成される光の波長は可変で
あるが、詳細は後述する。コリメートレンズL1 ,L2
はレーザ光のビームを細く絞り、光パワー密度を上げて
非線形光学結晶Xに入射するためのものである。
The polarization element 2 is for making laser oscillation light into light having a plane of polarization parallel to the plane of the paper, which facilitates the optical parametric process in the nonlinear optical crystal X. The nonlinear optical crystal X causes positive and reverse optical parametric processes, and the wavelength of the generated light is variable, which will be described later in detail. Collimating lens L 1 , L 2
Is for narrowing the beam of laser light to increase the optical power density and making it enter the nonlinear optical crystal X.

【0025】ミラーM1 は全反射ミラーであるのに対
し、ミラーM2 は特定波長の光を選択的に反射するミラ
ーである。すなわち、光パラメトリック過程によって生
じる波長λS1,λS2(可変波長)の光に対する反射率を
S1,RS2とし、波長λOSC (固定波長)の光に対する
反射率をROSC とすると、ミラーM2 は、RS1,RS2
高く(λS1,λS2の光を高率で反射する。)、ROSC
低い(λOSC の光を高率で透過する。)。具体的には、
レーザ媒質1からの光の波長λOSC が1064nmのと
きには、ミラーM2 の反射率は、図2に示すようにな
る。
The mirror M 1 is a total reflection mirror, while the mirror M 2 is a mirror which selectively reflects light of a specific wavelength. That is, letting R S1 and R S2 be reflectances with respect to light having wavelengths λ S1 and λ S2 (variable wavelength) generated by the optical parametric process, and letting R OSC be reflectance with respect to light having a wavelength λ OSC (fixed wavelength), the mirror M 2 , R S1 and R S2 are high (reflect light of λ S1 and λ S2 at a high rate), and R OSC is low (transmit light of λ OSC at a high rate). In particular,
When the wavelength λ OSC of the light from the laser medium 1 is 1064 nm, the reflectance of the mirror M 2 is as shown in FIG.

【0026】次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0027】まず、非線形光学効果を有する図1の結晶
X内では、光パラメトリック過程により、 1/λOSC =1/λS1+1/λS2…………(1) の関係で波長λS1,λS2の二つの波が発生する。そし
て、この結晶Xの結晶軸cとλOSC の励起光とのなす角
度θを変化させることによって、λS1,λS2はチューニ
ングすることができる。ここで、それぞれの波の強度を
OSC ,IS1,IS2とすると、パラメトリック過程によ
るλOSC 光からλS1,λS2光への変換効率ηは、 η=(IS1+IS2)/IOSC ………………(2) で表されるが、光パラメトリック過程では変換効率ηは
光強度IOSC に比例する。すなわち、次式 η=κ・IOSC κは比例定数……(3) のようになる。したがってパラメトリック出力は、 IS1+IS2=κ・IOSC 2 …………………(4) となる。
First, in the crystal X of FIG. 1 having a non-linear optical effect, the wavelength λ S1 , in the relationship of 1 / λ OSC = 1 / λ S1 + 1 / λ S2 (1) by the optical parametric process. Two waves of λ S2 are generated. Then, λ S1 and λ S2 can be tuned by changing the angle θ between the crystal axis c of the crystal X and the excitation light of λ OSC . Here, assuming that the intensities of the respective waves are I OSC , I S1 , and I S2 , the conversion efficiency η from λ OSC light to λ S1 and λ S2 light by the parametric process is η = (I S1 + I S2 ) / I OSC ……………… (2), the conversion efficiency η is proportional to the light intensity I OSC in the optical parametric process. That is, the following equation η = κ · I OSC κ becomes the proportionality constant (3). Therefore, the parametric output is I S1 + I S2 = κ · I OSC 2 (4).

【0028】このとき、ミラーM2 は図2に示すよう
に、波長λOSC に対しては低い反射率(ROSC )を持
ち、かつ波長λS1,λS2に対して高い反射率(RS1,R
S2,ここではRS と簡略化する)をもっているものとす
ると、ミラーM2 から反射する光の強度は RS1S1+RS2S2=RS ・κ・IOSC 2 …(5) となる。
At this time, the mirror M 2 has a low reflectance (R OSC ) for the wavelength λ OSC and a high reflectance (R S1 for the wavelengths λ S1 and λ S2 as shown in FIG. , R
S2 , which is abbreviated as R S here), the intensity of the light reflected from the mirror M 2 is R S1 I S1 + R S2 I S2 = R S · κ · I OSC 2 (5) .

【0029】このようなミラーM2 からの反射光、すな
わち波長λS1,λS2の光が再び非線形光学効果を有する
図1の結晶Xに入射すると、先に述べたのとは逆のパラ
メトリック過程が生じ、波長λOSC の光が発生する。こ
のときの変換効率をξとすれば、結晶Xから出てくる波
長λOSC の光の強度は ξ・(RS ・κ・IOSC 2 2 …………………………(6) と記述できる。
When the reflected light from the mirror M 2 , that is, the light having the wavelengths λ S1 and λ S2 is incident on the crystal X of FIG. 1 having the nonlinear optical effect again, the parametric process opposite to that described above is performed. Occurs, and light of wavelength λ OSC is generated. If the conversion efficiency at this time is ξ, the light intensity of the wavelength λ OSC emitted from the crystal X is ξ · (R S · κ · I OSC 2 ) 2 ………………………… (6 ) Can be described.

【0030】このことから、非線形光学結晶Xとミラー
2 の組み合せは、波長λOSC に対する反射率が α・IOSC 3 …………………………(7) で非線形的に変化するミラー(強い光ほど高率で反射す
るミラー)と考えることができる。
From this, in the combination of the nonlinear optical crystal X and the mirror M 2 , the reflectance with respect to the wavelength λ OSC changes nonlinearly with α · I OSC 3 …………………… (7). It can be thought of as a mirror (a mirror that reflects more light at a higher rate).

【0031】これは、先行技術と同様の可飽和吸収色素
を用いるモードロッキングと同等の効果をもっているの
で、短パルス光の発生が可能になる。しかも(7)に示
されるように、非線形光学結晶XとミラーM2 の組み合
せは、優れた可飽和吸収特性を持った可飽和吸収体であ
る。このため、パルス時間幅の非常に狭い短パルスレー
ザ光を得ることができる。この短パルス光(波長
λOSC )は、ミラーM2 から出射する。
Since this has the same effect as the mode-locking using the saturable absorbing dye similar to the prior art, it is possible to generate the short pulse light. Moreover, as shown in (7), the combination of the nonlinear optical crystal X and the mirror M 2 is a saturable absorber having an excellent saturable absorption characteristic. Therefore, it is possible to obtain a short pulse laser beam having a very narrow pulse time width. This short pulse light (wavelength λ OSC ) is emitted from the mirror M 2 .

【0032】図2の場合、λOSC をNd:YAGレーザ
の発振波長1064nmとすると、パラメトリックモー
ドロッキングにより発生する光の波長λS1,λS2は、例
えば1800nmと2602nmとなる。この光が光学
結晶Xやその他の光学素子に入射すると、屈折率の波長
分散により群速度分散が起こる。そのため、λS1,λS2
光が非線形光学結晶Xに再入射するタイミングがずれ、
結晶Xで生起する光パラメトリック逆過程の効率が落ち
てしまう。そこで、非線形光学結晶XとミラーM2 の間
の光路上に群速度分散を補正する光学手段(具体的な形
態は後述する。)を設置すれば、光パラメトリック逆過
程の効率が上がり、その結果得られる短パルス光の出力
強度を高めることができる。
In the case of FIG. 2, when λ OSC is the oscillation wavelength of 1064 nm of the Nd: YAG laser, the wavelengths λ S1 and λ S2 of the light generated by the parametric mode locking are 1800 nm and 2602 nm, for example. When this light enters the optical crystal X and other optical elements, group velocity dispersion occurs due to wavelength dispersion of the refractive index. Therefore, λ S1 , λ S2
The timing at which light re-enters the nonlinear optical crystal X is shifted,
The efficiency of the optical parametric reverse process that occurs in the crystal X is reduced. Therefore, if optical means for correcting the group velocity dispersion (a specific form will be described later) is installed on the optical path between the nonlinear optical crystal X and the mirror M 2 , the efficiency of the optical parametric reverse process is increased, and as a result, The output intensity of the obtained short pulsed light can be increased.

【0033】また、RS1,RS2は低く(λS1,λS2の光
を高率で透過する。)、ROSC は高い(λOSC の光を高
率で反射する。)ミラーM3 を設置すれば、λS1,λS2
光をも取り出すことができる。すなわち、λS1,λS2
びλOSC の3波長の同時発振が可能となっている。ま
た、結晶Xの結晶軸の方向を変えるなり温度を変えるな
りして位相整合条件を調節すれば、波長λS1,λS2は広
い範囲にわたって選択することができ、λOSC 光も加え
た多波長の短パルス光を得ることが可能である。本実施
例では、回転手段7(図示せず)を操作して結晶軸の向
きを変えることにより波長可変としている。
Further, R S1, R S2 is low (to transmit light of lambda S1, lambda S2 at a high rate.), The R OSC is (reflects light lambda OSC at a high rate.) High mirror M 3 Once installed, λ S1 , λ S2
It can also extract light. That is, simultaneous oscillation of three wavelengths of λ S1 , λ S2 and λ OSC is possible. Further, if the phase matching condition is adjusted by changing the direction of the crystal axis of the crystal X or changing the temperature, the wavelengths λ S1 and λ S2 can be selected over a wide range, and multiple wavelengths including λ OSC light are added. It is possible to obtain the short pulse light of. In this embodiment, the wavelength is tunable by operating the rotating means 7 (not shown) to change the direction of the crystal axis.

【0034】次に、第1実施例の、第1の変形例につい
て説明する。これは、図1に示す第1実施例の短パルス
レーザ光源の共振器内に、λOSC 光の高調波を発生させ
る非線形光学結晶を設置した装置である。図3は、この
変形例の装置の構成を示した図である。この装置には、
高調波発生用の結晶としてSHG結晶X3 が用いられて
いる。この装置では、λSHG (=λOSC /2)の波長の
光で光パラメトリック過程を生じさせる。ここで、第2
高調波に対する反射率をRSHG とすると、ミラーM
2 は、RSHG 、RS1,RS2は高く、ROSC は低い。これ
に対し、ミラーM3は、RSHG 、ROSC は高く、RS1
S2は低い。
Next, a first modification of the first embodiment will be described. This is an apparatus in which a nonlinear optical crystal for generating a harmonic of λ OSC light is installed in the resonator of the short pulse laser light source of the first embodiment shown in FIG. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the apparatus of this modification. This device has
The SHG crystal X 3 is used as a crystal for generating harmonics. In this device, an optical parametric process is generated with light having a wavelength of λ SHG (= λ OSC / 2). Where the second
If the reflectance for higher harmonics is R SHG , the mirror M
2 , R SHG , R S1 , and R S2 are high, and R OSC is low. In contrast, the mirror M 3 has high R SHG and R OSC , and R S1 ,
R S2 is low.

【0035】SHG結晶X3 は、波長λOSC の光が入射
すると、その半波長λSHG の第2高調波を生成する。こ
の波長λSHG の光は、非線形光学結晶Xに入射して、光
パラメトリック過程を生起する。この過程により発生す
る光の波長λS1,λS2は、 1/λSHG =1/λS1+1/λS2…………(8) の関係を満たす。そして、非線形光学結晶XとミラーM
2 の組み合わせは、波長λSHG に対する反射率が、 α・ISHG 3 ………………………(9) で非線形に変化するミラーと考えることができ、これは
強い光ほど高率で反射する可飽和吸収体として働く。こ
の可飽和吸収体によって反射されたλSHG 光は、SHG
結晶X3 に入射し、λOSC 光を発生させ、レーザ共振を
起こす。この様にして、短パルス光の出力が可能にな
る。そして、λSHG 光はλOSC 光より波長が短いので、
(8)式から明らかなように、λOSC より短い波長の短
パルス光をミラーM3 から得ることができる。
When the light of wavelength λ OSC is incident, the SHG crystal X 3 produces the second harmonic of its half wavelength λ SHG . The light of the wavelength λ SHG enters the nonlinear optical crystal X and causes an optical parametric process. The wavelengths λ S1 and λ S2 of the light generated by this process satisfy the relationship of 1 / λ SHG = 1 / λ S1 + 1 / λ S2 (8). Then, the nonlinear optical crystal X and the mirror M
The combination of 2 can be considered as a mirror in which the reflectance for the wavelength λ SHG changes nonlinearly with α · I SHG 3 …………………… (9). Acts as a saturable absorber that reflects. The λ SHG light reflected by this saturable absorber is SHG
The light enters the crystal X 3 and generates λ OSC light, causing laser resonance. In this way, it is possible to output short pulsed light. And since λ SHG light has a shorter wavelength than λ OSC light,
As is clear from the equation (8), short pulse light having a wavelength shorter than λ OSC can be obtained from the mirror M 3 .

【0036】なお、高調波発生用の結晶は、SHG結晶
に限定されるものではなく、例えば第3、第4高調波を
発生させる非線形光学結晶、またはこれらの組み合わせ
を用いても、同様の効果が得られる。
The harmonic generating crystal is not limited to the SHG crystal, and the same effect can be obtained by using, for example, a nonlinear optical crystal that generates the third and fourth harmonics, or a combination thereof. Is obtained.

【0037】図4は、第1実施例の、第2の変形例の装
置の構成を示した図である。この装置は、レーザ媒質1
にチタン・サファイア(Ti:Al2 3 )のような広
い発振波長範囲を持つ結晶を用いた短パルスレーザ光源
である。この装置は、共振器内に波長選択素子11(複
屈折フィルターや回折格子など)が設置される。
FIG. 4 is a diagram showing the construction of the apparatus of the second modification of the first embodiment. This device is a laser medium 1
Is a short pulse laser light source using a crystal having a wide oscillation wavelength range such as titanium sapphire (Ti: Al 2 O 3 ). In this device, a wavelength selection element 11 (a birefringent filter, a diffraction grating, etc.) is installed in a resonator.

【0038】レーザ媒質からの生成光は、波長選択素子
11を通過すると、発振波長範囲内のλOSC を中心とし
て数nm程度のスペクトル幅をもった光となる。ここ
で、λOSC は発振波長範囲内で任意に選択できる。そし
て、このスペクトル幅をもった光によって、光パラメト
リック過程が生起される。
When the generated light from the laser medium passes through the wavelength selection element 11, it becomes light having a spectral width of about several nm centering on λ OSC within the oscillation wavelength range. Here, λ OSC can be arbitrarily selected within the oscillation wavelength range. Then, light having this spectral width causes an optical parametric process.

【0039】この装置では、上記のスペクトル幅が存在
するために、より多くのモードがロッキングされる。し
たがって、よりパルス時間幅を狭くすることが可能であ
る。図5は第2実施例に係る短パルスレーザ光源の構成
図である。この場合には、第1実施例の構成に加え、レ
ーザ共振器内にミラーM4 および群速度分散補正用の光
学手段として三角柱状のプリズム3、4が設置されてい
る。
In this device, more modes are locked due to the existence of the above spectral width. Therefore, it is possible to further reduce the pulse time width. FIG. 5 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to the second embodiment. In this case, in addition to the configuration of the first embodiment, a mirror M 4 and prisms 3 and 4 having a triangular prism shape are installed as optical means for correcting group velocity dispersion in the laser resonator.

【0040】ミラーM4 は全反射ミラーであって、共振
器内の光路設定のために設置されている。
The mirror M 4 is a total reflection mirror and is installed for setting an optical path in the resonator.

【0041】プリズム3、4は図示の通り、互いに向き
を逆にして、しかも向かい合った面が平行になるように
設置される。このプリズム対は、以下説明するようにλ
S1,λS2光の群速度分散補正用の光学手段である。群速
度分散から生ずるλS1,λS2光の時間遅れは、前述した
ような逆過程の効率の低下に加え、ミラーM3 から出射
する短パルス光のパルス時間幅の拡大をも引き起こす。
そこで、上述のようにプリズムを対にして設置すること
により、この群速度分散を補正するようにしたものが本
実施例である。したがって、本実施例の装置によれば、
プリズム対による群速度分散の補正作用により、補正を
しない場合に比べて、よりパルス時間幅の狭い短パルス
光をミラーM3 から出射させることができる。この場
合、設置するのは図5の位置に限らず、光路上であれば
どの位置にあっても補正することはできるし、共振器外
であっても、λS1,λS2光が入射する位置に設置すれば
同様の効果が得られる。また、上述したような位置に複
数設置してもよい。さらに、非線形光学結晶Xとミラー
2 の間の光路上に群速度分散を補正する光学手段とし
てプリズム対を設置することにより、逆過程の効率を上
げ、λS1、λS2光及びλOSC 光の出力強度を高めること
ができる。
As shown in the drawing, the prisms 3 and 4 are installed so that their directions are opposite to each other and the surfaces facing each other are parallel to each other. This prism pair has a λ
It is an optical means for correcting the group velocity dispersion of S1 and λ S2 light. The time delay of the λ S1 and λ S2 lights caused by the group velocity dispersion causes not only the decrease in the efficiency of the reverse process as described above but also the expansion of the pulse time width of the short pulse light emitted from the mirror M 3 .
Therefore, in this embodiment, the group velocity dispersion is corrected by installing the prisms in pairs as described above. Therefore, according to the apparatus of this embodiment,
Due to the correction effect of the group velocity dispersion by the prism pair, short pulse light having a narrower pulse time width can be emitted from the mirror M 3 as compared with the case where no correction is made. In this case, the installation is not limited to the position shown in FIG. 5, but the correction can be made at any position on the optical path, and the λ S1 and λ S2 light is incident even outside the resonator. If it is installed at the position, the same effect can be obtained. Moreover, you may install a plurality in the above-mentioned positions. Further, by installing a prism pair as an optical means for correcting the group velocity dispersion on the optical path between the nonlinear optical crystal X and the mirror M 2 , the efficiency of the reverse process is increased, and λ S1 , λ S2 light and λ OSC light The output intensity of can be increased.

【0042】また、第2実施例においても、第1実施例
と同様の変形が可能であり、同様の効果が得られる。
Also, the second embodiment can be modified in the same manner as the first embodiment, and the same effect can be obtained.

【0043】第3実施例は、本発明の第3及び第4の短
パルスレーザ光源の実施例である。図6は本実施例に係
る短パルスレーザ光源を示している。この短パルスレー
ザ光源は、第1実施例の短パルスレーザ光源におけるレ
ーザ共振器をリング型に構成したものである。図示の通
り、ミラーM1 ,M2 ,M3 でレーザ共振器が形成さ
れ、この内部にレーザ媒質1が設けられる。なお、ミラ
ーM2 は抽出手段であって、レーザ媒質1からの発光波
長λOSC を選択して外部に出力する。また、レンズ
1 ,L2 は、光パワー密度を高めた光を非線形光学結
晶X1 ,X2 に入射するものである。そして、結晶X1
は光パラメトリック過程を、結晶X2 はその逆過程を生
じさせる。さらに、レンズL3 ,L4 は、結晶X2 から
出射する光をもとのビーム径に戻し、ミラーM3 は選択
出射手段であって、この光のうち波長λOSC の光をレー
ザ媒質1に向け反射し、波長λS1,λS2の光を外部に出
力するものである。
The third embodiment is an embodiment of the third and fourth short pulse laser light sources of the present invention. FIG. 6 shows a short pulse laser light source according to this embodiment. In this short pulse laser light source, the laser resonator in the short pulse laser light source of the first embodiment is configured in a ring type. As shown in the drawing, the laser resonator is formed by the mirrors M 1 , M 2 and M 3 , and the laser medium 1 is provided inside this. The mirror M 2 is an extracting means and selects the emission wavelength λ OSC from the laser medium 1 and outputs it to the outside. Further, the lenses L 1 and L 2 enter the light having the increased optical power density into the nonlinear optical crystals X 1 and X 2 . And the crystal X 1
Causes the optical parametric process, and the crystal X 2 causes the reverse process. Further, the lenses L 3 and L 4 return the light emitted from the crystal X 2 to the original beam diameter, and the mirror M 3 is a selective emission means, and the light of the wavelength λ OSC among this light is emitted from the laser medium 1. It is reflected toward and is output to the outside as light of wavelengths λ S1 and λ S2 .

【0044】また、光路中に設けられた単向器5は光を
一方向のみに透過する素子で、光アイソレーターあるい
はオプティカル・ダイオードとも呼ばれ、一般にはファ
ラディー素子が使われる。ここで、単向器5は必ずしも
必要ではないが、設けてあれば反対回りの光をなくすこ
とができるので、各モード間の不要な擾乱を少なくする
ことができる。
The unidirectional device 5 provided in the optical path is an element that transmits light in only one direction, and is also called an optical isolator or an optical diode, and a Faraday element is generally used. Here, the unidirectional device 5 is not always necessary, but if provided, the light in the opposite direction can be eliminated, and thus unnecessary disturbance between the modes can be reduced.

【0045】次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0046】レーザ媒質1から発するビーム(波長λ
OSC )は単向器5を通過し、ミラーM1 で反射され、レ
ンズL1 ,L2 でパワー密度を上げて非線形光学結晶X
1 に入射する。これにより、結晶X1 内でパラメトリッ
ク過程により波長λS1,λS2の2つのビームが発生す
る。
The beam emitted from the laser medium 1 (wavelength λ
OSC ) passes through the unidirectional device 5, is reflected by the mirror M 1 , and the power density is increased by the lenses L 1 and L 2 to increase the nonlinear optical crystal X.
Incident on 1 . As a result, two beams of wavelengths λ S1 and λ S2 are generated in the crystal X 1 by the parametric process.

【0047】さて、このときの各々の波長λS1,λS2
光の強度IS1,IS2は、 IS1+IS2=κ・IOSC 2 ………………(10) と表せる。そして、ミラーM2 は、 ROSC :〜0(小) RS1,RS2:RS (大) という特性を持っており、したがって反射後の光強度
は、 RS1・IS1+RS2・IS2 =RS ・(IS1+IS2) =RS ・κ・IOSC 2 …………………………(11) となる。
The light intensities I S1 and I S2 of the respective wavelengths λ S1 and λ S2 at this time can be expressed as I S1 + I S2 = κ · I OSC 2 (10). The mirror M 2 has the characteristics of R OSC : ˜0 (small) R S1 , R S2 : R S (large), and therefore the light intensity after reflection is R S1 · I S1 + R S2 · I S2 = R S · (I S1 + I S2 ) = R S · κ · I OSC 2 ………………………… (11).

【0048】2番目の非線形光学結晶X2 では、1番目
の結晶X1 の逆の光パラメトリック過程により λS1,λS2→λOSC となり、もとの波長λOSC にもどる。その時の光強度は IOSC (after X2 )=ξ・(RS ・κ・IOSC 2 2 =α・IOSC 4 ……(12) で表される。
In the second non-linear optical crystal X 2 , λ S1 , λ S2 → λ OSC are established by the reverse optical parametric process of the first crystal X 1 , and the original wavelength λ OSC is restored. The light intensity at that time is represented by I OSC (after X 2 ) = ξ · (R S · κ · I OSC 2 ) 2 = α · I OSC 4 (12).

【0049】このようにして、結晶X2 から出射する波
長λOSC の光はレンズL3 ,L4 を通りもとのビーム径
になり、ミラーM3 で反射されてレーザー媒質1へもど
る。したがって、結晶X1 →ミラーM2 →結晶X2 へ至
る組み合せは、透過率が α・IOSC 3 ……………………………(13) で表わされ、入射強度が大きい程よく光を反射するミラ
ー、つまりは可飽和吸収体と考えて良いことになるの
で、短パルス光の生成が可能となる。しかも、これは
(13)に示されるように優れた可飽和吸収特性を持っ
ているので、パルス時間幅の非常に狭い短パルス光を得
ることができる。また、λS1,λS2及びλOSCの3波長
の同時発振が可能である。ここで、結晶X1 及び結晶X
2 について結晶軸の向きを変えるなり温度を変えるなり
して位相整合条件を調節すれば、波長λS1,λS2は広い
範囲にわたって選択することができ、λOSC 光も加えた
多波長の短パルス光を得ることが可能である。本実施例
では、回転手段8,9(図示せず)を連動操作して結晶
1 及び結晶X2 の結晶軸の向きを変えることにより波
長可変としている。このとき、一方の結晶が正過程を生
起すれば、他方は逆過程を生起しなければならないとい
う関係上、一方の結晶軸方向が決まれば他方の結晶軸方
向も決まることを考慮して調節する必要がある。
In this way, the light of wavelength λ OSC emitted from the crystal X 2 passes through the lenses L 3 and L 4 to have the original beam diameter, is reflected by the mirror M 3 and returns to the laser medium 1. Therefore, in the combination of crystal X 1 → mirror M 2 → crystal X 2 , the transmittance is represented by α · I OSC 3 …………………… (13), and the higher the incident intensity, the better. Since it can be considered as a mirror that reflects light, that is, a saturable absorber, it is possible to generate short pulsed light. Moreover, since this has an excellent saturable absorption characteristic as shown in (13), it is possible to obtain a short pulse light having a very narrow pulse time width. Further, simultaneous oscillation of three wavelengths of λ S1 , λ S2 and λ OSC is possible. Here, the crystal X 1 and the crystal X
If the phase matching condition is adjusted by changing the direction of the crystal axis or changing the temperature with respect to 2 , the wavelengths λ S1 and λ S2 can be selected over a wide range, and a short pulse of multiple wavelengths including λ OSC light can be added. It is possible to get light. In this embodiment, the wavelength is tunable by interlocking the rotating means 8 and 9 (not shown) to change the directions of the crystal axes of the crystals X 1 and X 2 . At this time, if one crystal undergoes a normal process, the other one must undergo a reverse process, so that adjustment is made in consideration that if one crystal axis direction is determined, the other crystal axis direction is also determined. There is a need.

【0050】上記実施例では、ミラーM3 は選択出射手
段(λS1,λS2光を高率で透過し、λOSC 光を高率で反
射する。)としたが、例えばこれを完全反射ミラーとし
ても短パルス光を得ることは可能である。この場合は、
λOSC 光のみがミラーM2 から出射する。
In the above embodiment, the mirror M 3 is the selective emission means (transmits the λ S1 and λ S2 lights at a high rate and reflects the λ OSC light at a high rate). For example, this is a perfect reflection mirror. However, it is possible to obtain short pulse light. in this case,
Only the λ OSC light exits the mirror M 2 .

【0051】第1実施例では、1つの非線形光学結晶の
みを用いるので、光パラメトリック正過程によるλOSC
光からλS1,λS2光への変換効率(これは、κに依存す
る。)及び光パラメトリック逆過程によるλS1,λS2
からλOSC 光への変換効率(これは、ξに依存する。)
の値の組み合わせは、非線形光学結晶の種類により決ま
る。これに対して、本実施例では、正過程のための結晶
と逆過程のための結晶を別にしているので、κとξの組
み合わせを選択することができ、それにより所望の短パ
ルス光の出力強度をより高めることができる。
In the first embodiment, since only one nonlinear optical crystal is used, λ OSC by the optical parametric positive process is used.
Conversion efficiency from light to λ S1 , λ S2 light (which depends on κ) and conversion efficiency from λ S1 , λ S2 light to λ OSC light by optical parametric reverse process (this depends on ξ .)
The combination of the values of is determined by the type of nonlinear optical crystal. On the other hand, in the present embodiment, since the crystal for the forward process and the crystal for the reverse process are separated, it is possible to select the combination of κ and ξ, and thereby the desired short pulse light The output intensity can be further increased.

【0052】第3実施例で発生したλS1,λS2光は、第
1実施例の場合と同様に、各光学素子を通過する過程で
各々の群速度が異なる。そこで第4実施例では、図7に
示すように、結晶X1 と結晶X2 の間の光路上に群速度
分散補正用の光学手段(例えば、上述のプリズム対)を
設置してある。これによって、第1実施例で述べた理由
により、光パラメトリック逆過程の効率が上がり、その
結果得られる短パルス光の出力強度を高めることができ
る。
As in the case of the first embodiment, the λ S1 and λ S2 lights generated in the third embodiment have different group velocities in the process of passing through the respective optical elements. Therefore, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, optical means (for example, the above-mentioned prism pair) for correcting the group velocity dispersion is installed on the optical path between the crystals X 1 and X 2 . For this reason, the efficiency of the optical parametric reverse process is increased and the output intensity of the short pulse light obtained as a result can be increased for the reason described in the first embodiment.

【0053】また、第3、第4実施例の装置では、ミラ
ーM3 を選択出射手段としてλS1,λS2光を出力する場
合には、λS1,λS2光の群速度分散は、出射の際の
λS1,λS2光の時間遅れとなって現れ、その結果パルス
時間幅の拡大が起こる。これは、第2実施例でも説明し
た通りである。そこで、第2実施例と同じく、群速度分
散補正用のプリズム対を共振器内の光路上、或いは共振
器外であっても出射したλS1,λS2光が入射するような
位置に設置してλS1,λS2光の時間遅れを補正すれば、
よりパルス時間幅の狭い短パルス光をミラーM3 から出
射させることができる。
[0053] The third, the apparatus of the fourth embodiment, lambda S1 mirror M 3 as a selection output means, when outputting the lambda S2 light, lambda S1, group velocity dispersion of the lambda S2 light is emitted In this case, λ S1 and λ S2 light appear as a time delay, and as a result, the pulse time width increases. This is as described in the second embodiment. Therefore, similarly to the second embodiment, the prism pair for correcting the group velocity dispersion is installed on the optical path inside the resonator or at the position where the emitted λ S1 and λ S2 light enters even outside the resonator. And correct the time delay of λ S1 and λ S2 light,
Short pulse light having a narrower pulse time width can be emitted from the mirror M 3 .

【0054】図8は、第5実施例を示したものである。
この装置では、第3実施例の構成から単向器5を取り除
き、代わりに光路長調節手段10が設置されている。そ
して、λOSC 光が光路上を両方向へ進行し、各々が光パ
ラメトリック過程によりモードロックがかかって短パル
ス化する構成が示されている。
FIG. 8 shows a fifth embodiment.
In this device, the unidirectional device 5 is removed from the configuration of the third embodiment, and the optical path length adjusting means 10 is installed instead. Then, a configuration is shown in which the λ OSC light travels in both directions on the optical path, and each is mode-locked by the optical parametric process to shorten the pulse.

【0055】この装置で、光路長調節手段10は全反射
ミラーM5 、M6 と直角プリズム6からなる。全反射ミ
ラーM5 、M6 は、光路方向と各鏡面の法線方向がそれ
ぞれ互いに45度の角度を持って交わるようなハの字状
に設置されている。直角プリズム6は、直角二等辺三角
形の底面を持つ三角柱形状をしたプリズムであり、三角
柱を構成する面のうち底面の二等辺を含み底面に垂直な
2つの面は全反射を生じる。また、光路長を任意に調節
できるように、直角プリズム6は図の上下方向に可変と
してある。これによると、一方のミラーに入射した光は
入射方向に対し垂直に反射され、プリズムに入射する。
光はプリズム中で方向を変え、もう一方のミラーに、前
記入射方向に対し垂直に入射し、ミラーで反射され再び
前記入射方向に進行する。このようにして、光がプリズ
ムを経由することによりこの光の光路長は長くなる。ま
た、直角プリズム6の位置を変えることにより光路長は
任意に長くすることができる。
In this apparatus, the optical path length adjusting means 10 comprises total reflection mirrors M 5 and M 6 and a right-angle prism 6. The total reflection mirrors M 5 and M 6 are arranged in a V shape so that the optical path direction and the normal direction of each mirror surface intersect each other at an angle of 45 degrees. The right-angled prism 6 is a prism having a triangular prism shape having a bottom surface of an isosceles right triangle, and of the surfaces forming the triangular prism, two surfaces including the isosceles side of the bottom surface and perpendicular to the bottom surface cause total reflection. Further, the right-angle prism 6 is variable in the vertical direction in the figure so that the optical path length can be adjusted arbitrarily. According to this, the light that has entered one of the mirrors is reflected perpendicularly to the incident direction and enters the prism.
The light changes its direction in the prism, enters the other mirror perpendicularly to the incident direction, is reflected by the mirror, and travels in the incident direction again. In this way, as the light passes through the prism, the optical path length of this light becomes long. Further, the optical path length can be arbitrarily increased by changing the position of the rectangular prism 6.

【0056】これを用いて、図示の右回りと左回りのパ
ルス光が、例えば非線形光学結晶X1 で衝突するように
光路長を調節すると、衝突の瞬間に光の強度が増して両
パルス光が衝突する際の非線形効果がより増大し、結晶
1 での生成光の強度が高まる。その結果、短パルス光
の強度も高まる。単向器5を取り除いたので、前述した
両方向に進行する各モード間の擾乱が心配されるが、一
般的にモード間の擾乱を抑えるよりも非線形効果を大き
くする方が短パルス化の効果は大きい。したがって、本
実施例ではパルス時間幅をより狭くすることが可能であ
る。なお、光路長調節手段10の位置は、図8の位置に
限らず、光路上であればよい。また、光路長調節手段と
しては、上述したものは一例にすぎず、他の光路長調節
手段を用いても構わない。
By using this, the optical path length is adjusted so that the clockwise and counterclockwise pulsed lights shown in the figure collide with, for example, the nonlinear optical crystal X 1. The non-linear effect at the time of collision is further increased, and the intensity of the generated light at the crystal X 1 is increased. As a result, the intensity of the short pulsed light also increases. Since the unidirectional device 5 has been removed, there is a concern about the disturbance between the modes that travels in both directions as described above, but generally, the effect of shortening the pulse is greater when the non-linear effect is increased rather than suppressing the disturbance between the modes. large. Therefore, in this embodiment, the pulse time width can be made narrower. The position of the optical path length adjusting means 10 is not limited to the position shown in FIG. 8 and may be any position on the optical path. Moreover, the above-mentioned thing is only an example as an optical path length adjusting means, and another optical path length adjusting means may be used.

【0057】また、図8ではミラーM3 を選択出射手段
としているが、短パルスレーザ光源としてはミラーM3
は例えば全反射ミラーでもよく、この場合にはλOSC
のみが短パルス光としてミラーM2 から出射することに
なる。
[0057] Further, although the selection output means the mirror M 3 in FIG. 8, the mirror M 3 are as short pulse laser light source
May be, for example, a total reflection mirror, in which case only λ OSC light is emitted from the mirror M 2 as short pulse light.

【0058】図9は第6実施例を示したもので、これは
第5実施例の短パルスレーザ光源において、結晶X1
結晶X2 の間の光路上に群速度分散補正用のプリズム対
を設置したものである。これも前述した実施例と同様
に、光パラメトリック逆過程の効率を上げて、得られる
短パルス光の出力強度を高めることができる。
FIG. 9 shows a sixth embodiment, which is a pair of prisms for correcting group velocity dispersion on the optical path between the crystals X 1 and X 2 in the short pulse laser light source of the fifth embodiment. Is installed. Also in this case, the efficiency of the optical parametric reverse process can be increased and the output intensity of the obtained short pulsed light can be increased, as in the above-described embodiment.

【0059】さらに、第5、第6実施例共に、ミラーM
3 を選択出射手段としてλS1,λS2光を出力する場合に
は、群速度分散補正用のプリズム対を共振器内の光路
上、或いは共振器外であっても出射したλS1,λS2光が
入射するような位置に設置してλS1,λS2光の時間遅れ
を補正すれば、よりパルス時間幅の狭い短パルス光をミ
ラーM3 から出射させることができる。
Further, in both the fifth and sixth embodiments, the mirror M
3 lambda S1 as selecting the exit means, when outputting the lambda S2 light, the group velocity dispersion optical path in the resonator a correction prism pair or cavity outside the A and was also emitted lambda S1,, lambda S2 By installing the light at a position where light is incident and correcting the time delay of the λ S1 and λ S2 lights, short pulse light with a narrower pulse time width can be emitted from the mirror M 3 .

【0060】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば第2実施例と同様に、第4、第6実
施例の短パルスレーザ光源においても、プリズム対をさ
らに各光学素子の間に設置することにより、全体として
プリズム対が複数個となってもよい。また、上記実施例
では群速度分散補正用の光学手段として三角柱状プリズ
ム対を用いたが、群速度分散補正用の光学手段はこれに
限るものではない。また、第3、第4、第5および第6
実施例においても、第1実施例と同様の変形が可能であ
る。ただし、第1の変形を行う場合は、レーザ媒質1と
非線形光学結晶X1 の間の光路上およびレーザ媒質1と
非線形光学結晶X2 の間の光路上それぞれに、高調波発
生用の結晶を設置する。このとき、高調波発生用の結晶
はそれぞれ、レーザ媒質からの生成光が入射したときは
その高調波を発生し、他方の高調波発生用の結晶で発生
した高調波が入射したときは高調波発生の逆過程を生起
するような向きに配置される。また、第5、第6実施例
に第2の変形を行う場合には、レーザ媒質1と非線形光
学結晶X1 の間の光路上およびレーザ媒質1と非線形光
学結晶X2 の間の光路上それぞれに、波長選択素子を設
置する。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, similarly to the second embodiment, in the short pulse laser light sources of the fourth and sixth embodiments, a prism pair is further provided for each optical element. A plurality of prism pairs may be provided as a whole by installing the prism pairs. Further, in the above embodiment, the triangular prism pair is used as the optical means for correcting the group velocity dispersion, but the optical means for correcting the group velocity dispersion is not limited to this. Also, the third, fourth, fifth and sixth
The same modifications as in the first embodiment are possible in the embodiment. However, when performing the first variant, each optical path between the laser medium 1 and the optical path and the laser medium 1 between the nonlinear optical crystal X 1 and the nonlinear optical crystal X 2, the crystals for harmonic generation Install. At this time, each of the harmonic generating crystals generates a harmonic when the generated light from the laser medium is incident, and the harmonic generating when the other harmonic generating crystal is incident. It is oriented so that it causes the reverse process of development. The fifth, when performing a second modification to the sixth embodiment, each optical path between the laser medium 1 and the optical path and the laser medium 1 between the nonlinear optical crystal X 1 and the nonlinear optical crystal X 2 Then, a wavelength selection element is installed.

【0061】以上の実施例の方法は、半導体レーザー励
起の固体レーザー、エキシマレーザー、気体レーザーで
も応用でき、得たい波長域によってレーザーの種類は選
択される。
The method of the above embodiment can be applied to a solid-state laser excited by a semiconductor laser, an excimer laser, and a gas laser, and the type of laser is selected depending on the wavelength range to be obtained.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明に係
る第1の短パルスレーザ光源によれば、可飽和吸収体を
光パラメトリック作用を有する非線形光学媒質と抽出手
段を用いて構成したので、レーザ媒質から出射した光
を、光強度が高いほど高率に反射する上、この反射率が
光強度に応じて高率となる比率(可飽和吸収特性)が優
れ、パルス時間幅の非常に狭い短パルス光を生成する短
パルスレーザ光源を実現できる。さらに、群速度分散補
正用の光学手段を非線形光学媒質と抽出手段の間の光路
上に配設すれば、光パラメトリック過程での生成光を、
その群速度分散を補正後、タイミングのずれを修正して
非線形光学媒質へ再入射できるので、出力の高い短パル
スレーザ光源を実現できる。
As described above in detail, according to the first short pulse laser light source of the present invention, the saturable absorber is composed of the nonlinear optical medium having the optical parametric action and the extracting means. , The light emitted from the laser medium is reflected at a higher rate as the light intensity is higher, and the ratio of this reflectance to a higher rate according to the light intensity (saturable absorption characteristic) is excellent, and the pulse time width is extremely high. A short pulse laser light source that generates a narrow short pulse light can be realized. Further, if the optical means for correcting the group velocity dispersion is arranged on the optical path between the nonlinear optical medium and the extracting means, the generated light in the optical parametric process is
After correcting the group velocity dispersion, it is possible to correct the timing deviation and re-enter the nonlinear optical medium, so that a short pulse laser light source with high output can be realized.

【0063】また、本発明に係る第2の短パルスレーザ
光源によれば、第1の短パルスレーザ光源に加えて選択
出射手段を配設したので、光パラメトリック過程での生
成光の波長の光も短パルス光として出射できる。さら
に、非線形光学媒質の向きを回転手段などにより変えた
り、温度調節手段により温度条件を変えて、位相整合条
件を調節すれば、出射する短パルス光の波長を選択する
ことが可能となり、波長可変な短パルスレーザ光源を実
現できる。
Further, according to the second short pulse laser light source of the present invention, since the selective emitting means is provided in addition to the first short pulse laser light source, the light of the wavelength of the generated light in the optical parametric process is provided. Can also be emitted as short pulsed light. Furthermore, if the phase matching condition is adjusted by changing the direction of the non-linear optical medium by rotating means or changing the temperature condition by the temperature adjusting means, it becomes possible to select the wavelength of the emitted short pulse light, and the wavelength tunable A short pulse laser light source can be realized.

【0064】また、本発明に係る第3の短パルスレーザ
光源によれば、光パラメトリック過程を生起する非線形
光学媒質とは別に、逆過程を生起する非線形光学媒質を
配設することにしたので、各媒質の選択により正過程及
び逆過程における変換効率を独立に選択可能となり、出
力の高い短パルスレーザ光源を実現できる。さらに、群
速度分散補正用の光学手段を光パラメトリック正過程用
の非線形光学媒質と逆過程用の非線形光学媒質の間の光
路上に配設すれば、光パラメトリック過程での生成光
を、その群速度分散を補正後、タイミングのずれを修正
して逆過程用の非線形光学媒質へ入射できるので、出力
の高い短パルスレーザ光源を実現できる。
Further, according to the third short pulse laser light source of the present invention, since the non-linear optical medium that causes the optical parametric process is provided separately from the non-linear optical medium that causes the optical parametric process, By selecting each medium, the conversion efficiency in the forward process and the reverse process can be independently selected, and a short pulse laser light source with high output can be realized. Further, if the optical means for correcting the group velocity dispersion is arranged on the optical path between the nonlinear optical medium for the optical parametric positive process and the nonlinear optical medium for the inverse process, the generated light in the optical parametric process is After correcting the velocity dispersion, the deviation of the timing can be corrected and the light can be incident on the nonlinear optical medium for the reverse process, so that a short pulse laser light source with high output can be realized.

【0065】また、本発明に係る第4の短パルスレーザ
光源によれば、第3の短パルスレーザ光源に加え、選択
手段を配設したので、第1に対する第2の短パルスレー
ザ光源と同じ効果が得られる。
Further, according to the fourth short pulse laser light source of the present invention, since the selecting means is provided in addition to the third short pulse laser light source, it is the same as the second short pulse laser light source for the first. The effect is obtained.

【0066】また、第2及び第4の短パルスレーザ光源
において、群速度分散補正用の光学手段を適宜配設すれ
ば、光パラメトリック過程での生成光の群速度分散を補
正し、該生成光の時間遅れを修正するので、よりパルス
時間幅の狭い短パルス光を得ることができる。
Further, in the second and fourth short pulse laser light sources, if the optical means for correcting the group velocity dispersion is appropriately arranged, the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process is corrected and the generated light is corrected. Since the time delay of is corrected, it is possible to obtain a short pulse light with a narrower pulse time width.

【0067】また、第3及び第4の短パルスレーザ光源
において、光路長調節手段を配設すれば、互いに逆向き
に進むレーザ共振光同士を非線形光学媒質内で衝突する
ようにして非線形効果を大きくできるので、よりパルス
時間幅の狭い短パルス光を得ることができる。
Further, in the third and fourth short pulse laser light sources, if the optical path length adjusting means is provided, the laser resonance lights traveling in opposite directions are caused to collide with each other in the non-linear optical medium so that a non-linear effect is produced. Since it can be increased, it is possible to obtain a short pulse light having a narrower pulse time width.

【0068】以上のような単パルスレーザ光源によれ
ば、数10ps(ピコ秒)から数ps、さらにはfs
(フェムト秒)オーダーの波長可変短パルスレーザ光が
得られる。従って、高速或いは精密な光計測の分野で広
く利用できる。
According to the single pulse laser light source as described above, several tens ps (picoseconds) to several ps, and further fs
(Femtosecond) order wavelength tunable short pulse laser light is obtained. Therefore, it can be widely used in the field of high-speed or precise optical measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a first embodiment.

【図2】ミラーM2 の特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram of a mirror M 2 .

【図3】第1実施例の第1の変形例の短パルスレーザ光
源の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a short pulse laser light source of a first modified example of the first embodiment.

【図4】第1実施例の第2の変形例の短パルスレーザ光
源の構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a second modification of the first embodiment.

【図5】第2実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。
FIG. 5 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a second embodiment.

【図6】第3実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a third embodiment.

【図7】第4実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。
FIG. 7 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a fourth embodiment.

【図8】第5実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram of a short pulse laser light source according to a fifth embodiment.

【図9】第6実施例の短パルスレーザ光源の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of a short pulse laser light source of a sixth embodiment.

【図10】従来例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザ媒質、2…偏光素子、3,4…プリズム、5
…単向器、6…直角プリズム、7,8,9…回転手段、
10…光路長調節手段、11…波長選択素子、X…非線
形光学媒質、M2 ,M3 …波長選択型のミラー。
1 ... Laser medium, 2 ... Polarizing element, 3, 4 ... Prism, 5
... Unidirectional device, 6 ... Right angle prism, 7, 8, 9 ... Rotating means,
10 ... optical path length adjusting means, 11 ... wavelength selection element, X ... nonlinear optical medium, M 2, M 3 ... wavelength selective mirror.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた非線形光学媒質と、前記レーザ媒質からの生成光
が前記非線形光学媒質に入射されたときに生起する光パ
ラメトリック過程での生成光を選択的に抽出して当該非
線形光学媒質に再入射する抽出手段とを備え、 前記抽出手段による再入射によって前記非線形光学媒質
で生起する光パラメトリック逆過程での生成光を前記レ
ーザ媒質にフィードバックするようにしたことを特徴と
する短パルスレーザ光源。
1. A laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, a nonlinear optical medium provided inside the laser resonator, and light generated from the laser medium is incident on the nonlinear optical medium. An optical parametric generated in the non-linear optical medium by re-incident by the re-incident by the extracting means. A short pulse laser light source characterized in that light generated in a reverse process is fed back to the laser medium.
【請求項2】 前記非線形光学媒質と前記抽出手段の間
の光路上に前記光パラメトリック過程での生成光の群速
度分散を補正する光学手段を配設することを特徴とする
請求項1記載の短パルスレーザ光源。
2. The optical means for correcting the group velocity dispersion of the generated light in the optical parametric process is arranged on the optical path between the nonlinear optical medium and the extracting means. Short pulse laser light source.
【請求項3】 レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた非線形光学媒質と、前記レーザ媒質からの生成光
が前記非線形光学媒質に入射されたときに生起する光パ
ラメトリック過程での生成光を選択的に抽出して当該非
線形光学媒質に再入射する抽出手段と、前記光パラメト
リック過程での生成光であって前記抽出手段による再入
射によって前記非線形光学媒質で生起する光パラメトリ
ック逆過程に関与しないものを選択して前記共振器から
出射させる選択出射手段とを備え、 前記光パラメトリック逆過程での生成光を前記レーザ媒
質にフィードバックするようにしたことを特徴とする短
パルスレーザ光源。
3. A laser medium, a laser resonator having the laser medium inside, a nonlinear optical medium provided inside the laser resonator, and light generated from the laser medium is incident on the nonlinear optical medium. Extraction means for selectively extracting the generated light in the optical parametric process that occurs when the light is re-entered to the nonlinear optical medium, and the generated light in the optical parametric process that is re-incident by the extracting means. Selective emission means for selecting one that does not participate in the optical parametric reverse process occurring in the nonlinear optical medium and emitting it from the resonator, so that the generated light in the optical parametric reverse process is fed back to the laser medium. A short pulse laser light source characterized by the above.
【請求項4】 前記非線形光学媒質を回転する回転手段
を有することを特徴とする請求項3記載の短パルスレー
ザ光源。
4. The short pulse laser light source according to claim 3, further comprising rotating means for rotating the nonlinear optical medium.
【請求項5】 前記非線形光学媒質の温度を調節する温
度調節手段を有することを特徴とする請求項3記載の短
パルスレーザ光源。
5. The short pulse laser light source according to claim 3, further comprising temperature adjusting means for adjusting the temperature of the nonlinear optical medium.
【請求項6】 レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた、前記レーザ媒質からの生成光の入射により光パ
ラメトリック過程を生起する第1の非線形光学媒質と、
前記光パラメトリック過程での生成光を選択的に抽出す
る抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記光
パラメトリック過程での生成光の入射により光パラメト
リック逆過程を生起する第2の非線形光学媒質とを備
え、 前記光パラメトリック逆過程での生成光を前記レーザ媒
質にフィードバックするようにしたことを特徴とする短
パルスレーザ光源。
6. A laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a first laser light provided inside the laser resonator for generating an optical parametric process by incidence of generated light from the laser medium. A nonlinear optical medium of
Extraction means for selectively extracting the generated light in the optical parametric process, and a second nonlinear optical medium that causes an optical parametric reverse process by incidence of the generated light in the optical parametric process extracted by the extracting means. A short pulse laser light source, characterized in that the generated light in the optical parametric reverse process is fed back to the laser medium.
【請求項7】 前記第1の非線形光学媒質と前記第2の
非線形光学媒質の間の光路上に前記光パラメトリック過
程での生成光の群速度分散を補正する光学手段を配設す
ることを特徴とする請求項6記載の短パルスレーザ光
源。
7. An optical means for correcting group velocity dispersion of light generated in the optical parametric process is provided on an optical path between the first nonlinear optical medium and the second nonlinear optical medium. The short pulse laser light source according to claim 6.
【請求項8】 レーザ媒質と、このレーザ媒質を内部に
有するレーザ共振器と、このレーザ共振器の内部に設け
られた、前記レーザ媒質からの生成光の入射により光パ
ラメトリック過程を生起する第1の非線形光学媒質と、
前記光パラメトリック過程での生成光を選択的に抽出す
る抽出手段と、前記抽出手段によって抽出された前記光
パラメトリック過程での生成光の入射により光パラメト
リック逆過程を生起する第2の非線形光学媒質と、前記
第1の非線形光学媒質で生起する光パラメトリック過程
での生成光であって前記第2の非線形光学媒質で生起す
る光パラメトリック逆過程に関与しないものを選択して
前記共振器から出射させる選択出射手段とを備え、 前記光パラメトリック逆過程での生成光を前記レーザ媒
質にフィードバックするようにしたことを特徴とする短
パルスレーザ光源。
8. A laser medium, a laser resonator having the laser medium therein, and a first laser light provided inside the laser resonator for generating an optical parametric process by incidence of light generated from the laser medium. A nonlinear optical medium of
Extraction means for selectively extracting the generated light in the optical parametric process, and a second nonlinear optical medium that causes an optical parametric reverse process by incidence of the generated light in the optical parametric process extracted by the extracting means. , Selection of light generated in the optical parametric process occurring in the first nonlinear optical medium, which is not involved in the optical parametric reverse process occurring in the second nonlinear optical medium, and emitted from the resonator A short pulse laser light source, comprising: an emitting unit, and the generated light in the optical parametric reverse process is fed back to the laser medium.
【請求項9】 前記第1の非線形光学媒質を回転する回
転手段と、前記第2の非線形光学媒質を回転する回転手
段とを有し、双方を連動操作することを特徴とする請求
項8記載の短パルスレーザ光源。
9. A rotating means for rotating the first non-linear optical medium and a rotating means for rotating the second non-linear optical medium, both of which are operated in an interlocking manner. Short pulse laser light source.
【請求項10】 前記第1および第2の非線形光学媒質
の温度を調節する温度調節手段を有する請求項8記載の
短パルスレーザ光源。
10. The short pulse laser light source according to claim 8, further comprising temperature adjusting means for adjusting the temperatures of the first and second nonlinear optical media.
【請求項11】 前記共振器内の光路長を調節する光路
長調節手段を有し、該光路を互いに逆向きに進む前記レ
ーザ媒質からの生成光が非線形光学媒質内で衝突するよ
うにしたことを特徴とする請求項6、7、8、9又は1
0記載の短パルスレーザ光源。
11. An optical path length adjusting means for adjusting an optical path length in the resonator is provided, and generated lights from the laser medium traveling in opposite directions along the optical path collide in a nonlinear optical medium. 6. The method according to claim 6, 7, 8, 9 or 1.
The short pulse laser light source described in 0.
【請求項12】 前記光パラメトリック過程での生成光
の群速度分散を補正する一つ以上の光学手段を有するこ
とを特徴とする請求項3、4、5、8、9、10又は1
1記載の短パルスレーザ光源。
12. The method according to claim 3, further comprising one or more optical means for correcting group velocity dispersion of generated light in the optical parametric process.
1. The short pulse laser light source described in 1.
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