JPH07245438A - A pair of reflecting mirrors, a resonator using these reflecting mirrors, and a wavelength tunable laser device incorporating the resonators. - Google Patents

A pair of reflecting mirrors, a resonator using these reflecting mirrors, and a wavelength tunable laser device incorporating the resonators.

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JPH07245438A
JPH07245438A JP3553794A JP3553794A JPH07245438A JP H07245438 A JPH07245438 A JP H07245438A JP 3553794 A JP3553794 A JP 3553794A JP 3553794 A JP3553794 A JP 3553794A JP H07245438 A JPH07245438 A JP H07245438A
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JP
Japan
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light
thin film
optical thin
reflecting mirror
optical
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JP3553794A
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Inventor
Hideharu Ogami
秀晴 大上
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光学薄膜の膜層数を多く設定しなくてもアイド
ラ光とシグナル光とを共に共振させることが可能な一対
の反射鏡と共振器及びこの共振器が組込まれた波長可変
レーザ装置を提供すること。 【構成】 入力側反射鏡3と出力側反射鏡4の透明基板
の両面に光学薄膜31、32、41、42を設け、各反射鏡の非
対向側に設けられた光学薄膜31、41によりアイドラ光又
はシグナル光の一方の光を共振させるような膜設定を行
うと共に、各反射鏡の対向側に設けられた光学薄膜32、
42により他方の光を共振させるように膜設定したことを
特徴とする。そして、基板の片面側にのみ設けられた光
学薄膜によりシグナル光とアイドラ光を共振させる従来
の方式に較べて光学薄膜の膜層数を低減でき、製膜時に
おける光学薄膜のクラック現象を回避できる。
(57) [Abstract] [Purpose] A pair of reflecting mirrors and resonators that can resonate idler light and signal light together without setting a large number of optical thin film layers, and this resonator are incorporated. Provided is a wavelength tunable laser device. [Structure] Optical thin films 31, 32, 41, 42 are provided on both sides of the transparent substrate of the input side reflecting mirror 3 and the output side reflecting mirror 4, and an idler is formed by the optical thin films 31, 41 provided on the non-opposing side of each reflecting mirror. The film is set to resonate one of the light or the signal light, and the optical thin film 32 provided on the opposite side of each reflecting mirror,
It is characterized in that a film is set so that the other light is resonated by 42. Then, the number of layers of the optical thin film can be reduced as compared with the conventional method in which the signal light and the idler light are resonated by the optical thin film provided only on one side of the substrate, and the crack phenomenon of the optical thin film at the time of film formation can be avoided. .

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、入射されたポンプ光を
シグナル光とアイドラ光に変換させる光パラメトリック
発振による波長可変レーザ装置に係り、特に、この波長
可変レーザ装置に組込まれ上記シグナル光とアイドラ光
とを共に共振させる一対の反射鏡、これ等反射鏡を用い
た共振器、及び、この共振器が組込まれた波長可変レー
ザ装置の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength tunable laser device by optical parametric oscillation for converting incident pump light into a signal light and an idler light, and more particularly to a wavelength tunable laser device incorporated in the wavelength tunable laser device. The present invention relates to a pair of reflecting mirrors that resonate with idler light, a resonator using the reflecting mirrors, and a wavelength tunable laser device incorporating the resonators.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、盛んに研究が進められている光パ
ラメトリック発振(以下、OPOという。OPO:Opti
cal Parametric Oscillation)によるレーザ波長変換
は、アイセーフレーザ(波長:1.4〜1.8μm)、
分光学的化学分析用近赤外域波長可変レーザ等を可能に
する。
2. Description of the Related Art Optical parametric oscillation (hereinafter referred to as OPO. OPO: Opti
Laser wavelength conversion by cal parametric oscillation is performed by an eye-safe laser (wavelength: 1.4 to 1.8 μm),
Enables near infrared wavelength tunable laser for spectroscopic chemical analysis.

【0003】以下、OPO波長可変レーザ装置の概略構
成図を用いてOPOによる波長変換について簡単に説明
する。
Wavelength conversion by OPO will be briefly described below with reference to a schematic configuration diagram of an OPO wavelength tunable laser device.

【0004】まず、この波長可変レーザ装置は、例え
ば、図11に示すように波長λpのポンプ光pを出力す
るポンプ光源aと、KTiOPO4あるいはRbTiO
PO4等の非線形光学結晶で構成されその結晶のY軸を
中心にして回転可能(図11の矢印f方向)に配置され
た波長変換素子bと、この波長変換素子bを中心にして
そのポンプ光源側とその反対側に各々配置され共振器を
構成する一対の反射鏡c、dとを備え、上記ポンプ光源
aから波長λpで偏光方向がY軸方向のポンプ光pを波
長変換素子bに入射すると、波長λiで偏光方向がZ軸
方向のアイドラ光iと、波長λsで偏光方向がY軸方向
のシグナル光sとを発振するものである。
First, this wavelength tunable laser device has, for example, as shown in FIG. 11, a pump light source a which outputs a pump light p having a wavelength λp, and KTiOPO 4 or RbTiO 3.
A wavelength conversion element b composed of a non-linear optical crystal such as PO 4 and arranged rotatably around the Y axis of the crystal (direction of arrow f in FIG. 11), and a pump around the wavelength conversion element b. It is provided with a pair of reflecting mirrors c and d which are respectively arranged on the light source side and on the opposite side to form a resonator, and the pump light p having a wavelength λp and a polarization direction of Y axis direction is transmitted from the pump light source a to the wavelength conversion element b. When incident, it oscillates idler light i having a wavelength λi and a polarization direction of Z axis, and signal light s having a wavelength λs and a polarization direction of Y axis.

【0005】尚、図11は、上記OPO波長可変レーザ
装置を上方よりながめた装置の概略構成図である。ま
た、図11中、ポンプ光p、シグナル光s、及び、アイ
ドラ光iを示す黒二重丸と矢印は各光の偏光方向を意味
している。また、シグナル光とアイドラ光については、
波長の短い方をシグナル光、波長の長い方をアイドラ光
と一般に称している。また、ポンプ光、シグナル光、及
び、アイドラ光の関係は、エネルギ保存の法則から下記
数式(1)で表すことができる。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the OPO wavelength tunable laser device as viewed from above. Further, in FIG. 11, black double circles and arrows indicating the pump light p, the signal light s, and the idler light i mean the polarization directions of the respective lights. For signal light and idler light,
The shorter wavelength is generally called the signal light and the longer wavelength is called the idler light. Further, the relationship between the pump light, the signal light, and the idler light can be expressed by the following mathematical formula (1) from the law of conservation of energy.

【0006】[0006]

【数1】 そして、このOPO波長可変レーザ装置においては上記
波長変換素子bをY軸を中心にして矢印fで示す方向へ
回転させると、これに対応して波長変換素子bに対する
ポンプ光pの入射角が変化するため、上記シグナル光s
とアイドラ光iの波長λs、波長λiを連続的に変化させ
ることが可能となる。例えば、波長1.06μmのN
d:YAGレーザを用い、かつ、波長変換素子bにKT
iOPO4(以下、KTPと称する)を適用した場合、
ポンプ光が波長変換素子bに有効に入射される範囲内で
波長変換素子bを回転させると、アイドラ光とシグナル
光の波長は概ね1.6〜3.2μmの範囲で変化する。
[Equation 1] In the OPO wavelength tunable laser device, when the wavelength conversion element b is rotated about the Y axis in the direction indicated by the arrow f, the incident angle of the pump light p with respect to the wavelength conversion element b changes correspondingly. Therefore, the signal light s
Therefore, the wavelength λs and the wavelength λi of the idler light i can be continuously changed. For example, N of wavelength 1.06 μm
d: YAG laser is used, and KT is used as the wavelength conversion element b.
When iOPO 4 (hereinafter referred to as KTP) is applied,
When the wavelength conversion element b is rotated within the range in which the pump light is effectively incident on the wavelength conversion element b, the wavelengths of the idler light and the signal light change in the range of about 1.6 to 3.2 μm.

【0007】ところで、上記OPO波長可変レーザ装置
においてはアイドラ光とシグナル光の一方若しくは双方
を出力光として得るため、従来より共振器を構成する一
対の反射鏡c、dの対向面に高反射率の光学薄膜c1、d1
が設けられている。例えば、出力光としてシグナル光と
アイドラ光の双方を得る場合、ポンプ光源a側に配置さ
れる入力側反射鏡cにおいては光学的透明基板の片面に
その反射率がアイドラ光とシグナル光の双方に対し98
%以上となるよう屈折率が相違する2種類の物質を交互
に膜状に積層して光学薄膜c1を形成し、また、ポンプ光
源aとは反対側に配置される出力側反射鏡dにおいては
光学的透明基板の片面にその反射率がアイドラ光とシグ
ナル光の双方に対し60%〜90%となるよう屈折率が
相違する2種類の物質を交互に膜状に積層して光学薄膜
d1を形成している。また、共振器内に配置される上記波
長変換素子bの両面にはアイドラ光やシグナル光等に対
する反射防止膜b1、b2が設けられ、この反射防止膜b1、
b2により反射に伴うレーザ出力低下の防止をも図られて
いる。
By the way, in the above OPO wavelength tunable laser device, one or both of the idler light and the signal light is obtained as the output light, so that a high reflectance is conventionally provided on the opposing surfaces of the pair of reflecting mirrors c and d which form the resonator. Optical thin film c1, d1
Is provided. For example, when both the signal light and the idler light are obtained as the output light, in the input side reflecting mirror c arranged on the pump light source a side, one surface of the optically transparent substrate has a reflectance of both the idler light and the signal light. To 98
%, The optical thin film c1 is formed by alternately laminating two kinds of substances having different refractive indexes in a film shape. Further, in the output side reflecting mirror d arranged on the side opposite to the pump light source a, An optical thin film in which two kinds of substances having different refractive indexes are alternately laminated in a film shape so that the reflectance is 60% to 90% for both idler light and signal light on one surface of an optically transparent substrate.
forming d1. Further, antireflection films b1 and b2 for idler light and signal light are provided on both surfaces of the wavelength conversion element b arranged in the resonator.
b2 also prevents the laser output from being reduced due to reflection.

【0008】そして、ポンプ光源aに波長1.06μm
のNd:YAGレーザ、波長変換素子bにKTP、各反
射鏡c、dの光学的透明基板に屈折率1.73のサファ
イヤ基板を適用し、かつ、上記光学薄膜材料に屈折率
1.41のSiO2 層と屈折率1.92のTa25層を
用いると共に、位相整合アングル(ポンプ光、アイドラ
光、シグナル光が位相整合するための角度で、波長変換
素子を構成する非線形光学結晶のZ軸からの角度)θ=
60度〜70度の範囲で、波長約2.5〜3μmのアイ
ドラ光と波長約1.6〜1.9μmのシグナル光を共振
させる場合、常法に従い下記数式(2)〜(4)により
求められる各光学薄膜の必要層数は、サファイヤ基板上
にSiO2 層を設けその上に第二層としてTa25層を
設け以下交互に各層を繰返し積層する例において上記入
力側反射鏡cの光学薄膜c1が81層(以下の表1〜2に
各層の具体的内容を示す)、また、出力側反射鏡dの光
学薄膜d1が29層(以下の表3に各層の具体的内容を示
す)となる。
The pump light source a has a wavelength of 1.06 μm.
Nd: YAG laser, KTP for the wavelength conversion element b, sapphire substrate with a refractive index of 1.73 for the optically transparent substrates of the reflecting mirrors c and d, and 1.41 for the optical thin film material. A SiO 2 layer and a Ta 2 O 5 layer having a refractive index of 1.92 are used, and a phase matching angle (an angle for the pump light, idler light, and signal light to be phase-matched) of the nonlinear optical crystal that constitutes the wavelength conversion element is used. Angle from Z axis) θ =
When the idler light having a wavelength of approximately 2.5 to 3 μm and the signal light having a wavelength of approximately 1.6 to 1.9 μm are resonated in the range of 60 ° to 70 °, the following formulas (2) to (4) are used according to a conventional method. The required number of layers of each optical thin film is determined by providing the SiO 2 layer on the sapphire substrate, providing the Ta 2 O 5 layer as the second layer on the SiO 2 layer, and alternately stacking the layers alternately in the above-mentioned case. Of the optical thin film c1 of 81 layers (the specific contents of each layer are shown in Tables 1 and 2 below), and the optical thin film d1 of the output side reflecting mirror d is 29 layers (the specific contents of each layer are shown in Table 3 below). Shown).

【0009】[0009]

【数2】 [Equation 2]

【数3】 [Equation 3]

【数4】 但し、nrはr番目の層の屈折率、drはその物理的膜
厚、noは空気(媒質)の屈折率、nsは光学的透明基板
の屈折率である。また、上記必要層数の計算は、各層の
光学的膜厚nd(n:屈折率、d:物理的膜厚)を徐々
に変化させたり、膜層数を増減させたりして希望の反射
率特性になるような膜層数と各層の膜厚をパーソナルコ
ンピュータを用いてシンプレックス法により求めてい
る。また、各光学薄膜c1、d1の計算に際しては、ポンプ
光が反射しないよう波長1.06μmの反射率が低くな
るように留意している。また、上記数式(2)〜(4)
は波長λのレーザ光が垂直入射した場合を仮定してい
る。尚、図12はこのようにして求められた光学薄膜c1
の計算による分光反射率特性を示し、また、図13は光
学薄膜d1の計算による分光反射率特性を示している。
[Equation 4] Here, n r is the refractive index of the r-th layer, d r is its physical film thickness, n o is the refractive index of air (medium), and n s is the refractive index of the optically transparent substrate. The required number of layers is calculated by gradually changing the optical film thickness nd (n: refractive index, d: physical film thickness) of each layer, or by increasing or decreasing the number of film layers. The number of film layers and the film thickness of each layer to obtain the characteristics are obtained by a simplex method using a personal computer. Further, in calculating each of the optical thin films c1 and d1, it is noted that the reflectance at the wavelength of 1.06 μm is lowered so that the pump light is not reflected. Also, the above formulas (2) to (4)
Assumes that a laser beam of wavelength λ is vertically incident. In addition, FIG. 12 shows the optical thin film c1 thus obtained.
Shows the spectral reflectance characteristic calculated by the above equation, and FIG. 13 shows the spectral reflectance characteristic calculated by the optical thin film d1.

【0010】[0010]

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板上に設
けられる積層膜の層数が40層を越えた場合、積層膜は
膜自身の内部応力によりクラックが発生し易くなるた
め、上述したようにその膜層数が81層となる上記光学
薄膜c1は現実的に適用が困難な薄膜であった。
By the way, when the number of layers of the laminated film provided on the substrate exceeds 40, cracks are easily generated in the laminated film due to the internal stress of the film itself. The optical thin film c1 whose number of film layers is 81 is a thin film which is practically difficult to apply.

【0012】このため、従来のOPO波長可変レーザ装
置においては、アイドラ光とシグナル光の共振器を1組
の反射鏡で構成する構造に代えて、波長領域が2.5〜
3μmのアイドラ光のみを共振させる一対の反射鏡と、
波長領域が1.6〜1.9μmのシグナル光のみを共振
させるもう一対の反射鏡を別々に2組用意し、これ等2
組の反射鏡が適宜交換部材を介して交互に交換可能に組
込める構造を採っている。すなわち、アイドラ光とシグ
ナル光の一方のみを共振させる一対の反射鏡においては
その光学薄膜の膜層数を少なく設定できるからである。
Therefore, in the conventional OPO wavelength tunable laser device, a wavelength region of 2.5 to 5 is used instead of the structure in which the idler light and signal light resonators are constituted by one set of reflecting mirrors.
A pair of reflecting mirrors that resonate only 3 μm idler light,
Two pairs of another pair of reflecting mirrors that resonate only the signal light having a wavelength region of 1.6 to 1.9 μm are prepared.
The structure is such that a pair of reflecting mirrors can be alternately and interchangeably incorporated through appropriate exchanging members. That is, in the pair of reflecting mirrors that resonate only one of the idler light and the signal light, the number of film layers of the optical thin film can be set small.

【0013】しかし、このような構造の波長可変レーザ
装置では出力させる光を代える度に反射鏡の組換え操作
が必要となり、かつ、装置の構成部材として上記交換部
材が必要になるため、近年、強く要求されているレーザ
装置の小型化、製造コストの低減化に対応できなくなる
問題点があった。
However, in the wavelength tunable laser device having such a structure, it is necessary to reconfigure the reflecting mirror each time the light to be output is changed, and the replacement member is required as a component member of the device. There is a problem that it is not possible to cope with the strongly demanded downsizing of laser devices and reduction of manufacturing cost.

【0014】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、レーザ装置の小
型化、製造コストの低減化に対応できる波長可変レーザ
装置用の共振器を提供することにあり、より具体的に
は、アイドラ光とシグナル光とを共振させ得る一対の反
射鏡とこれを用いた共振器並びにこの共振器が組込まれ
た波長可変レーザ装置を提供することにある。
The present invention has been made by paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide a resonator for a wavelength tunable laser device which can cope with downsizing of the laser device and reduction of manufacturing cost. More specifically, to provide a pair of reflecting mirrors capable of resonating idler light and signal light, a resonator using the same, and a wavelength tunable laser device incorporating the resonator. is there.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1に係
る発明は、非線形光学結晶から成りその結晶のY軸を中
心にして回転可能に設けられると共に入射されたポンプ
光をシグナル光とアイドラ光に変換させる波長変換素子
を中心にしてそのポンプ光源側とその反対側に各々配置
され、上記シグナル光とアイドラ光の共振器を構成する
波長可変レーザ装置用の一対の反射鏡を前提とし、ポン
プ光源側に配置される入力側反射鏡が、光学的透明基板
と、この基板のポンプ光入射面に設けられ上記シグナル
光とアイドラ光の一方の光に対して高反射機能を有する
非対向側光学薄膜と、この基板の反対面に設けられ上記
一方の光に対して反射防止機能を有すると共に他方の光
に対して高反射機能を有する対向側光学薄膜とで構成さ
れ、かつ、ポンプ光源とは反対側に配置される出力側反
射鏡が、光学的透明基板と、この基板の上記入力側反射
鏡との対向面に設けられ上記一方の光に対して反射防止
機能を有すると共に上記他方の光に対して高反射機能を
有する対向側光学薄膜と、この基板の反対面に設けられ
上記一方の光に対して高反射機能を有すると共に上記他
方の光に対して反射防止機能を有する非対向側光学薄膜
とで構成されることを特徴とするものである。
That is, the invention according to claim 1 is composed of a nonlinear optical crystal and is rotatably provided around the Y axis of the crystal, and the incident pump light is signal light and idler light. Based on a pair of reflecting mirrors for a wavelength tunable laser device, which are respectively arranged on the pump light source side and the opposite side of the wavelength conversion element for converting into An input side reflecting mirror arranged on the light source side is an optically transparent substrate, and non-opposing side optical provided on the pump light incident surface of the substrate and having a high reflection function for one of the signal light and the idler light. A thin film and an opposing optical thin film provided on the opposite surface of the substrate and having an antireflection function for the one light and a high reflection function for the other light, and a pump. An output-side reflecting mirror arranged on the side opposite to the source is provided on the surface of the optically transparent substrate facing the input-side reflecting mirror, and has an antireflection function for the one light and Opposing optical thin film having a high reflection function for the other light, and a high reflection function for the one light provided on the opposite surface of the substrate and an antireflection function for the other light. It is characterized in that it is composed of a non-opposing side optical thin film.

【0016】そして、請求項1記載の発明に係る一対の
反射鏡においては、入力側反射鏡と出力側反射鏡の各光
学的透明基板の両面に光学薄膜を設け、かつ、上記入力
側反射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能と出力
側反射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能を利用
してシグナル光とアイドラ光の一方の光のみを共振させ
ると共に、入力側反射鏡における対向側光学薄膜の高反
射機能と出力側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射
機能とで上記シグナル光とアイドラ光の他方の光のみを
共振させているため、1組の反射鏡でシグナル光とアイ
ドラ光双方の共振器を構成させているにも拘らず各光学
薄膜の膜層数を低減させることが可能となる。
In the pair of reflecting mirrors according to the first aspect of the present invention, optical thin films are provided on both surfaces of each optically transparent substrate of the input side reflecting mirror and the output side reflecting mirror, and the input side reflecting mirror is provided. By utilizing the high reflection function of the non-opposing optical thin film on the non-opposing side and the high reflection function of the non-opposing optical thin film on the output side reflecting mirror, only one of the signal light and the idler light is resonated and the opposition on the input side reflecting mirror is achieved. Since only the other light of the signal light and the idler light is resonated by the high reflection function of the side optical thin film and the high reflection function of the opposite side optical thin film in the output side reflecting mirror, one pair of reflecting mirrors It is possible to reduce the number of film layers of each optical thin film, although the resonators for both idler light are configured.

【0017】尚、上記入力側反射鏡の対向側光学薄膜と
出力側反射鏡の対向側光学薄膜によりシグナル光とアイ
ドラ光の上記一方の光が反射された場合、入力側反射鏡
の非対向側光学薄膜と出力側反射鏡の非対向側光学薄膜
により上記一方の光を共振させることが困難になるた
め、上記入力側反射鏡の対向側光学薄膜と出力側反射鏡
の対向側光学薄膜については上記一方の光に対して反射
防止機能を具備させることを要する。また、上記入力側
反射鏡の対向側光学薄膜と出力側反射鏡の対向側光学薄
膜により共振された上記他方の光が出力側反射鏡の非対
向側光学薄膜により反射された場合、上記他方の光が出
力光として利用できなくなるため、上記出力側反射鏡の
非対向側光学薄膜については上記他方の光に対して反射
防止機能を具備させることを要する。
When one of the signal light and the idler light is reflected by the opposing optical thin film of the input reflecting mirror and the opposing optical thin film of the output reflecting mirror, the non-opposing side of the input reflecting mirror is reflected. Since it is difficult to resonate one of the lights with the optical thin film and the non-opposing optical thin film of the output reflecting mirror, the opposing optical thin film of the input reflecting mirror and the opposing optical thin film of the output reflecting mirror are It is necessary to provide an antireflection function for the one light. Further, when the other light resonated by the opposite optical thin film of the input side reflecting mirror and the opposite side optical thin film of the output side reflecting mirror is reflected by the non-opposing side optical thin film of the output side reflecting mirror, Since light cannot be used as output light, it is necessary for the non-opposing optical thin film of the output side reflecting mirror to have an antireflection function for the other light.

【0018】ここで、請求項1に係る発明においては、
図7(A)に示すように入力側反射鏡3の対向側光学薄
膜32と出力側反射鏡4の対向側光学薄膜42とでシグ
ナル光sを共振させかつ入力側反射鏡3の非対向側光学
薄膜31と出力側反射鏡4の非対向側光学薄膜41とで
アイドラ光iを共振させる構成を採ってもよいし、図7
(B)に示すように入力側反射鏡3の対向側光学薄膜3
2と出力側反射鏡4の対向側光学薄膜42とでアイドラ
光iを共振させかつ入力側反射鏡3の非対向側光学薄膜
31と出力側反射鏡4の非対向側光学薄膜41とでシグ
ナル光sを共振させる構成を採ってもよい。しかし、請
求項1に係る発明と同様の効果を得るためには、図8
(A)に示すように入力側反射鏡3の対向側光学薄膜3
2と出力側反射鏡4の非対向側光学薄膜41とでシグナ
ル光sを共振させかつ入力側反射鏡3の非対向側光学薄
膜31と出力側反射鏡4の対向側光学薄膜42とでアイ
ドラ光iを共振させる構成を採ることも可能であり、図
8(B)に示すように入力側反射鏡3の対向側光学薄膜
32と出力側反射鏡4の非対向側光学薄膜41とでアイ
ドラ光iを共振させかつ入力側反射鏡3の非対向側光学
薄膜31と出力側反射鏡4の対向側光学薄膜42とでシ
グナル光sを共振させる構成を採ることも可能である。
請求項2に係る発明はこのような技術的理由によりなさ
れている。
Here, in the invention according to claim 1,
As shown in FIG. 7A, the signal light s is resonated by the opposite optical thin film 32 of the input reflecting mirror 3 and the opposite optical thin film 42 of the output reflecting mirror 4, and the non-opposing side of the input reflecting mirror 3 is made. The optical thin film 31 and the optical thin film 41 on the non-opposing side of the output side reflecting mirror 4 may resonate the idler light i.
As shown in (B), the opposite optical thin film 3 of the input side reflecting mirror 3
2 and the opposite side optical thin film 42 of the output side reflecting mirror 4 resonate idler light i, and the non-opposing side optical thin film 31 of the input side reflecting mirror 3 and the non-opposing side optical thin film 41 of the output side reflecting mirror 4 give a signal. You may take the structure which resonates the light s. However, in order to obtain the same effect as the invention according to claim 1,
As shown in (A), the opposite optical thin film 3 of the input side reflecting mirror 3
2 and the non-opposing optical thin film 41 of the output reflecting mirror 4 resonate the signal light s, and the non-opposing optical thin film 31 of the input reflecting mirror 3 and the opposing optical thin film 42 of the output reflecting mirror 4 idler. It is also possible to adopt a configuration in which the light i is resonated. As shown in FIG. 8B, an idler is formed between the facing optical thin film 32 of the input reflecting mirror 3 and the non-facing optical thin film 41 of the output reflecting mirror 4. It is also possible to employ a configuration in which the light i is resonated and the signal light s is resonated by the non-opposing optical thin film 31 of the input side reflecting mirror 3 and the opposing optical thin film 42 of the output side reflecting mirror 4.
The invention according to claim 2 is made for such a technical reason.

【0019】すなわち、請求項2に係る発明は、非線形
光学結晶から成りその結晶のY軸を中心にして回転可能
に設けられると共に入射されたポンプ光をシグナル光と
アイドラ光に変換させる波長変換素子を中心にしてその
ポンプ光源側とその反対側に各々配置され、上記シグナ
ル光とアイドラ光の共振器を構成する波長可変レーザ装
置用の一対の反射鏡を前提とし、ポンプ光源側に配置さ
れる入力側反射鏡が、光学的透明基板と、この基板のポ
ンプ光入射面に設けられ上記シグナル光とアイドラ光の
一方の光に対して高反射機能を有する非対向側光学薄膜
と、この基板の反対面に設けられ上記一方の光に対して
反射防止機能を有すると共に他方の光に対して高反射機
能を有する対向側光学薄膜とで構成され、かつ、ポンプ
光源とは反対側に配置される出力側反射鏡が、光学的透
明基板と、この基板の上記入力側反射鏡との対向面に設
けられ上記他方の光に対して反射防止機能を有すると共
に上記一方の光に対して高反射機能を有する対向側光学
薄膜と、この基板の反対面に設けられ上記他方の光に対
して高反射機能を有すると共に上記一方の光に対して反
射防止機能を有する非対向側光学薄膜とで構成されるこ
とを特徴とするものである。
That is, the invention according to claim 2 is a wavelength conversion element which is made of a non-linear optical crystal and is rotatably provided around the Y-axis of the crystal and which converts incident pump light into signal light and idler light. Centered on the pump light source side and the opposite side, respectively, and is arranged on the pump light source side on the premise of a pair of reflecting mirrors for the wavelength tunable laser device that constitute the resonator of the signal light and the idler light. The input side reflecting mirror is an optically transparent substrate, a non-opposing side optical thin film provided on the pump light incident surface of the substrate and having a high reflection function for one of the signal light and the idler light, and this substrate. It is provided on the opposite surface and has an anti-reflection function for one of the above lights and a high-reflection function for the other light, and is formed on the opposite side optical thin film, The output-side reflecting mirror to be placed is provided on the surface of the optically transparent substrate facing the input-side reflecting mirror of this substrate and has an antireflection function for the other light and at the same time for the one light. An opposing optical thin film having a high reflection function, and a non-opposing optical thin film provided on the opposite surface of the substrate and having a high reflection function for the other light and an antireflection function for the one light. It is characterized by being composed of.

【0020】そして、請求項2記載の発明に係る一対の
反射鏡においても、入力側反射鏡と出力側反射鏡の各光
学的透明基板の両面に光学薄膜を設け、かつ、上記入力
側反射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能と出力
側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射機能を利用し
てシグナル光とアイドラ光の一方の光のみを共振させる
と共に、入力側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射
機能と出力側反射鏡における非対向側光学薄膜の高反射
機能とで上記シグナル光とアイドラ光の他方の光のみを
共振させているため、請求項1に係る発明と同様に、1
組の反射鏡でシグナル光とアイドラ光双方の共振器を構
成させているにも拘らず各光学薄膜の膜層数を低減させ
ることが可能となる。
Also, in the pair of reflecting mirrors according to the second aspect of the present invention, optical thin films are provided on both surfaces of each optically transparent substrate of the input side reflecting mirror and the output side reflecting mirror, and the input side reflecting mirror is provided. By utilizing the high reflection function of the non-opposing optical thin film on the non-opposite side and the high reflection function of the opposing optical thin film on the output side reflecting mirror, only one of the signal light and the idler light is resonated and the opposite side of the input side reflecting mirror Since only the other light of the signal light and the idler light is resonated by the high reflection function of the optical thin film and the high reflection function of the non-opposing side optical thin film in the output side reflecting mirror, the same as the invention according to claim 1. 1
It is possible to reduce the number of film layers of each optical thin film, even though the resonators for both the signal light and the idler light are constituted by the pair of reflecting mirrors.

【0021】尚、上記入力側反射鏡の対向側光学薄膜に
よりシグナル光とアイドラ光の上記一方の光が反射され
た場合、入力側反射鏡の非対向側光学薄膜と出力側反射
鏡の対向側光学薄膜により上記一方の光を共振させるこ
とが困難になるため、上記入力側反射鏡の対向側光学薄
膜については一方の光に対して反射防止機能を具備させ
ることを要する。同様に、出力側反射鏡の対向側光学薄
膜によりシグナル光とアイドラ光の上記他方の光が反射
された場合、入力側反射鏡の対向側光学薄膜と出力側反
射鏡の非対向側光学薄膜により上記他方の光を共振させ
ることが困難になるため、上記出力側反射鏡の対向側光
学薄膜については他方の光に対して反射防止機能を具備
させることを要する。また、上記入力側反射鏡の非対向
側光学薄膜と出力側反射鏡の対向側光学薄膜により共振
された上記一方の光が出力側反射鏡の非対向側光学薄膜
により反射された場合、上記一方の光が出力光として利
用できなくなるため、上記出力側反射鏡の非対向側光学
薄膜については上記一方の光に対して反射防止機能を具
備させることを要する。
When one of the signal light and the idler light is reflected by the opposite optical thin film of the input reflecting mirror, the non-opposing optical thin film of the input reflecting mirror and the opposite side of the output reflecting mirror. Since it becomes difficult for the optical thin film to resonate the one light, it is necessary for the opposite optical thin film of the input side reflecting mirror to have an antireflection function for one light. Similarly, when the other light of the signal light and the idler light is reflected by the opposite side optical thin film of the output side reflecting mirror, the opposite side optical thin film of the input side reflecting mirror and the non-opposing side optical thin film of the output side reflecting mirror are used. Since it becomes difficult to resonate the other light, it is necessary for the opposing optical thin film of the output-side reflecting mirror to have an antireflection function for the other light. Further, when the one light resonated by the non-opposing optical thin film of the input side reflecting mirror and the opposite side optical thin film of the output side reflecting mirror is reflected by the non-opposing side optical thin film of the output side reflecting mirror, Since the above light cannot be used as output light, it is necessary for the non-opposing optical thin film of the output side reflecting mirror to have an antireflection function for the one light.

【0022】ここで、上記図8(A)において示された
一対の反射鏡3、4は、図7(A)における反射鏡3と
図7(B)における反射鏡4を組合わせたものであり、
また、図8(B)において示された一対の反射鏡3、4
は、図7(B)における反射鏡3と図7(A)における
反射鏡4を組合わせたものである。
Here, the pair of reflecting mirrors 3 and 4 shown in FIG. 8A is a combination of the reflecting mirror 3 shown in FIG. 7A and the reflecting mirror 4 shown in FIG. 7B. Yes,
In addition, the pair of reflecting mirrors 3 and 4 shown in FIG.
Shows a combination of the reflecting mirror 3 in FIG. 7B and the reflecting mirror 4 in FIG. 7A.

【0023】次に、各光学的透明基板の両面に設けられ
る非対向側光学薄膜と対向側光学薄膜については、通
常、低屈折率の光学的透明体と高屈折率の光学的透明体
とを膜状に交互に積層して形成する。その際、必要とす
る積層数や膜厚については前記数式(2)〜(4)を用
いてコンピュータにより算出する。そして、得られた結
果に従い、例えば、電子ビーム真空蒸着法、スパッタリ
ング法等の適宜製膜手段により膜形成を行う。膜形成の
際、蒸着等の製膜速度、光学的透明基板の加熱温度、導
入酸素分圧等は積層膜の膜内応力値を変えるので、蒸着
等の製膜条件を選定し各積層膜の内部応力を弱くする
か、あるいは総合的に応力が打消されるように適宜調整
する。そして、上記低屈折率の光学的透明体と高屈折率
の光学的透明体として、例えば、SiO2 とTa25
適用された場合には、膜形成後、常法に従い酸素あるい
は大気中で10〜20時間、200〜300℃の条件で
アニーリング処理を行う。このアニーリング処理は、蒸
着直後における光学薄膜の茶色の着色を無色にするため
の処理である。尚、光学薄膜の茶色の着色は、製膜時に
おけるTa25層の酸素不足により発生したものであ
る。
Next, for the non-opposing optical thin film and the opposing optical thin film provided on both surfaces of each optically transparent substrate, an optical transparent body having a low refractive index and an optical transparent body having a high refractive index are usually used. It is formed by alternately stacking films. At that time, the required number of stacked layers and film thickness are calculated by a computer using the mathematical formulas (2) to (4). Then, according to the obtained result, a film is formed by an appropriate film forming means such as an electron beam vacuum evaporation method or a sputtering method. When forming a film, the film-forming speed such as vapor deposition, the heating temperature of the optically transparent substrate, the partial pressure of oxygen introduced, etc. change the film stress value inside the laminated film. The internal stress should be weakened or adjusted appropriately so that the stress is canceled out comprehensively. When SiO 2 and Ta 2 O 5 are applied as the low refractive index optical transparent material and the high refractive index optical transparent material, after forming the film, oxygen or atmospheric air is used in accordance with a conventional method. Annealing treatment is performed at 200 to 300 ° C. for 10 to 20 hours. This annealing treatment is a treatment for making the brown coloring of the optical thin film immediately after vapor deposition colorless. The brown coloring of the optical thin film is caused by lack of oxygen in the Ta 2 O 5 layer during film formation.

【0024】ここで、図9(A)に示すように光学的透
明基板10の表裏に光学薄膜11、12を形成すると
き、一方の面に蒸着した後、真空から大気に戻し膜材料
をセットし直してから再度、加熱しながら真空引きを行
うと、膜材料、蒸着条件、基板加熱温度によっては初め
に蒸着した光学薄膜にクラックが発生する場合がある。
このような場合には反射鏡を1枚の光学的透明基板で構
成する方法に変えて、図9(B)に示すように光学接着
剤50を介し貼合わされた2枚の透明基板51、52で
これを構成させることにより回避することが可能とな
る。請求項3に係る発明はこのような技術的理由により
なされている。
Here, as shown in FIG. 9A, when the optical thin films 11 and 12 are formed on the front and back surfaces of the optically transparent substrate 10, after vapor deposition on one surface, a vacuum is returned to the atmosphere and a film material is set. If vacuuming is performed again after heating again after heating, cracks may occur in the optical thin film that is initially deposited depending on the film material, vapor deposition conditions, and substrate heating temperature.
In such a case, the method of forming the reflecting mirror with one optically transparent substrate is changed to two transparent substrates 51, 52 bonded together with an optical adhesive 50 as shown in FIG. 9B. This can be avoided by configuring this. The invention according to claim 3 is made for such a technical reason.

【0025】すなわち、請求項3に係る発明は、請求項
1又は2記載の発明に係る一対の反射鏡を前提とし、入
力側反射鏡及び出力側反射鏡が、片面に非対向側光学薄
膜が設けられた光学的第一透明基板と、片面に対向側光
学薄膜が設けられた光学的第二透明基板と、これ等透明
基板とその屈折率が等しく各透明基板の反対面同士を貼
合わせる光学接着剤とを備えることを特徴とするもので
ある。
That is, the invention according to claim 3 is premised on the pair of reflecting mirrors according to the invention according to claim 1 or 2, and the input side reflecting mirror and the output side reflecting mirror are provided with the non-opposing side optical thin film on one surface. An optical first transparent substrate provided, an optical second transparent substrate provided with an optical thin film on the opposite side on one side, and an optical device having the same refractive index as these transparent substrates and the opposite surfaces of the respective transparent substrates An adhesive is provided.

【0026】そして、この請求項3記載の発明に係る一
対の反射鏡によれば、上記非対向側光学薄膜と対向側光
学薄膜とがそれぞれ別個の基板である光学的第一透明基
板と光学的第二透明基板に別々に形成された構造を有し
ており、それぞれの光学薄膜が別々に製膜された光学的
第一透明基板と光学的第二透明基板とを光学接着剤を介
して貼合わせることにより上記入力側反射鏡と出力側反
射鏡を製造できるため、1枚の光学的透明基板の両面に
光学薄膜を製膜する場合に発生し易い光学薄膜のクラッ
ク現象を回避することが可能となる。
According to the pair of reflecting mirrors of the present invention, the non-opposing side optical thin film and the opposing side optical thin film are optical substrates which are separate substrates and an optical first transparent substrate. It has a structure formed separately on a second transparent substrate, and an optical first transparent substrate and an optical second transparent substrate, which are formed by separately forming respective optical thin films, are pasted together via an optical adhesive. Since the input side reflection mirror and the output side reflection mirror can be manufactured by combining them, it is possible to avoid the crack phenomenon of the optical thin film, which is likely to occur when the optical thin films are formed on both surfaces of one optically transparent substrate. Becomes

【0027】尚、請求項3に係る発明において光学的第
一透明基板と光学的第二透明基板とを貼合わせる光学接
着剤の屈折率は上記各透明基板の屈折率と等しいことが
前提となる。この屈折率が相違すると各透明基板と光学
接着剤との界面においてアイドラ光及びシグナル光の反
射が生じてしまうからである。このような場合には、図
9(C)に示すように各透明基板51、52と光学接着
剤50との界面に、この光学接着剤の屈折率に対する反
射防止膜61、62を設けることにより回避することが
可能となる。請求項4に係る発明はこのような技術的理
由よりなされている。
In the invention according to claim 3, it is premised that the refractive index of the optical adhesive for bonding the optical first transparent substrate and the optical second transparent substrate is equal to the refractive index of each transparent substrate. . This is because if the refractive indexes are different, idler light and signal light are reflected at the interface between each transparent substrate and the optical adhesive. In such a case, as shown in FIG. 9C, by providing antireflection films 61 and 62 for the refractive index of the optical adhesives at the interfaces between the transparent substrates 51 and 52 and the optical adhesives 50, respectively. It is possible to avoid it. The invention according to claim 4 is made for such a technical reason.

【0028】すなわち、請求項4に係る発明は、請求項
1又は2記載の発明に係る一対の反射鏡を前提とし、入
力側反射鏡及び出力側反射鏡が、片面に非対向側光学薄
膜が設けられた光学的第一透明基板と、片面に対向側光
学薄膜が設けられた光学的第二透明基板と、これ等透明
基板とその屈折率が異なり各透明基板の反対面同士を貼
合わせる光学接着剤とを備え、かつ、各透明基板の貼合
わせ面に上記光学接着剤の屈折率に対する反射防止膜が
各々設けられていることを特徴とするものである。
That is, the invention according to claim 4 is premised on the pair of reflecting mirrors according to the invention according to claim 1 or 2, wherein the input side reflecting mirror and the output side reflecting mirror are provided with the non-opposing side optical thin film on one side. An optical first transparent substrate provided, an optical second transparent substrate provided with an optical thin film on the opposite side on one side, and an optical system in which these transparent substrates have different refractive indices and the opposite surfaces of the respective transparent substrates are bonded together. An adhesive is provided, and an antireflection film for the refractive index of the optical adhesive is provided on each bonding surface of the respective transparent substrates.

【0029】ここで、請求項1〜4に係る発明において
上記透明基板が平面ではない場合、各反射鏡の外側(す
なわち非対向側)の面と内側(すなわち対向側)の面で
は共振器長が異なることを考慮して反射鏡の外側の面と
内側の面の曲率半径を変えてもよい。
Here, in the invention according to claims 1 to 4, when the transparent substrate is not a flat surface, the resonator length is different between the outer (ie, non-opposing side) surface and the inner (ie, opposing side) surface of each reflecting mirror. The radius of curvature of the outer surface and the inner surface of the reflecting mirror may be changed in consideration of the difference in the above.

【0030】次に、請求項5と請求項6に係る発明は、
請求項1〜4記載の発明に係る一対の反射鏡により構成
された共振器とこの共振器が組込まれた波長可変レーザ
装置の発明に関する。
Next, the invention according to claim 5 and claim 6
The present invention relates to a resonator including a pair of reflecting mirrors and a wavelength tunable laser device incorporating the resonator according to the first to fourth aspects of the present invention.

【0031】すなわち、請求項5に係る発明は、非線形
光学結晶から成りその結晶のY軸を中心にして回転可能
に設けられると共に入射されたポンプ光をシグナル光と
アイドラ光に変換させる波長変換素子を中心にしてその
ポンプ光源側とその反対側に各々配置された一対の反射
鏡により構成される波長可変レーザ装置用の共振器を前
提とし、上記一対の反射鏡として請求項1、2、3又は
4記載の一対の反射鏡が組込まれていることを特徴とす
るものであり、請求項6に係る発明は、ポンプ光源と、
非線形光学結晶から成りその結晶のY軸を中心にして回
転可能に設けられると共に入射されたポンプ光をシグナ
ル光とアイドラ光に変換させる波長変換素子と、この波
長変換素子を中心にしてそのポンプ光源側とその反対側
に各々配置された一対の反射鏡により構成される共振器
とを備える波長可変レーザ装置を前提とし、上記共振器
として請求項5記載の共振器が組込まれていることを特
徴とするものである。
That is, the invention according to claim 5 is a wavelength conversion element which is made of a non-linear optical crystal and is rotatably provided around the Y-axis of the crystal and converts incident pump light into signal light and idler light. A resonator for a wavelength tunable laser device, which is composed of a pair of reflecting mirrors arranged on the pump light source side and on the opposite side of the pump light source side, respectively. The invention according to claim 6 is characterized in that a pair of reflecting mirrors according to claim 4 is incorporated.
A wavelength conversion element which is made of a non-linear optical crystal and is rotatably provided around the Y axis of the crystal, and converts the incident pump light into a signal light and an idler light, and a pump light source with the wavelength conversion element as the center. It is premised on a wavelength tunable laser device comprising a cavity and a cavity constituted by a pair of reflecting mirrors arranged on the opposite side, respectively, and the cavity according to claim 5 is incorporated as the cavity. It is what

【0032】尚、請求項6に係る発明において上記波長
変換素子を構成する非線形光学結晶としては、従来と同
様に、KTiOPO4、RbTiOPO4等が適用され
る。
In the sixth aspect of the invention, KTiOPO 4 , RbTiOPO 4 or the like is applied as the non-linear optical crystal constituting the wavelength conversion element as in the conventional case.

【0033】[0033]

【作用】請求項1記載の発明に係る一対の反射鏡によれ
ば、ポンプ光源側に配置される入力側反射鏡が、光学的
透明基板と、この基板のポンプ光入射面に設けられ上記
シグナル光とアイドラ光の一方の光に対して高反射機能
を有する非対向側光学薄膜と、この基板の反対面に設け
られ上記一方の光に対して反射防止機能を有すると共に
他方の光に対して高反射機能を有する対向側光学薄膜と
で構成され、かつ、ポンプ光源とは反対側に配置される
出力側反射鏡が、光学的透明基板と、この基板の上記入
力側反射鏡との対向面に設けられ上記一方の光に対して
反射防止機能を有すると共に上記他方の光に対して高反
射機能を有する対向側光学薄膜と、この基板の反対面に
設けられ上記一方の光に対して高反射機能を有すると共
に上記他方の光に対して反射防止機能を有する非対向側
光学薄膜とで構成されており、上記入力側反射鏡におけ
る非対向側光学薄膜の高反射機能と出力側反射鏡におけ
る非対向側光学薄膜の高反射機能を利用してシグナル光
とアイドラ光の一方の光のみを共振させると共に、入力
側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射機能と出力側
反射鏡における対向側光学薄膜の高反射機能とで上記シ
グナル光とアイドラ光の他方の光のみを共振させている
ため、1組の反射鏡でシグナル光とアイドラ光双方の共
振器を構成させているにも拘らず各光学薄膜の膜層数を
低減させることが可能となる。
According to the pair of reflecting mirrors of the present invention, the input side reflecting mirror arranged on the pump light source side is provided on the optically transparent substrate and the pump light incident surface of the substrate, and The non-opposing side optical thin film having a high reflection function for one of light and idler light, and an antireflection function for the one light provided on the opposite surface of the substrate and for the other light. An output-side reflecting mirror, which is composed of an opposite-side optical thin film having a high reflection function and is arranged on the opposite side of the pump light source, is an optically transparent substrate and a surface of the substrate facing the input-side reflecting mirror. Is provided on the opposite side optical thin film having an anti-reflection function for the one light and a high reflection function for the other light, and a high optical performance for the one light provided on the opposite surface of the substrate. It has a reflection function and the other light And a non-opposing optical thin film having an anti-reflection function, and a high reflection function of the non-opposing optical thin film in the input reflecting mirror and a high reflecting function of the non-opposing optical thin film in the output reflecting mirror. Utilizing only one of the signal light and the idler light to resonate, the signal light is reflected by the high reflection function of the opposite side optical thin film in the input side reflecting mirror and the high reflection function of the opposite side optical thin film in the output side reflecting mirror. Since only the other light of the idler light and the idler light is resonated, the number of film layers of each optical thin film can be reduced even though the resonator for both the signal light and the idler light is configured by one set of reflecting mirrors. Is possible.

【0034】また、請求項2記載の発明に係る一対の反
射鏡によれば、ポンプ光源側に配置される入力側反射鏡
が、光学的透明基板と、この基板のポンプ光入射面に設
けられ上記シグナル光とアイドラ光の一方の光に対して
高反射機能を有する非対向側光学薄膜と、この基板の反
対面に設けられ上記一方の光に対して反射防止機能を有
すると共に他方の光に対して高反射機能を有する対向側
光学薄膜とで構成され、かつ、ポンプ光源とは反対側に
配置される出力側反射鏡が、光学的透明基板と、この基
板の上記入力側反射鏡との対向面に設けられ上記他方の
光に対して反射防止機能を有すると共に上記一方の光に
対して高反射機能を有する対向側光学薄膜と、この基板
の反対面に設けられ上記他方の光に対して高反射機能を
有すると共に上記一方の光に対して反射防止機能を有す
る非対向側光学薄膜とで構成されており、上記入力側反
射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能と出力側反
射鏡における対向側光学薄膜の高反射機能を利用してシ
グナル光とアイドラ光の一方の光のみを共振させると共
に、入力側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射機能
と出力側反射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能
とで上記シグナル光とアイドラ光の他方の光のみを共振
させているため、請求項1に係る発明と同様に、1組の
反射鏡でシグナル光とアイドラ光双方の共振器を構成さ
せているにも拘らず各光学薄膜の膜層数を低減させるこ
とが可能となる。
According to the pair of reflecting mirrors of the second aspect of the present invention, the input side reflecting mirror arranged on the pump light source side is provided on the optically transparent substrate and the pump light incident surface of this substrate. A non-opposing optical thin film having a high reflection function for one of the signal light and the idler light, and an antireflection function for the one light provided on the opposite surface of the substrate and the other light. On the other hand, an output side reflection mirror, which is composed of an opposite side optical thin film having a high reflection function and is arranged on the side opposite to the pump light source, is an optical transparent substrate and the input side reflection mirror of this substrate. An opposite side optical thin film provided on the opposite surface and having an antireflection function for the other light and a high reflection function for the one light, and an opposite optical film provided on the opposite surface of the substrate for the other light And has a high reflection function And a non-opposing optical thin film having an anti-reflection function for the other light, and the high reflecting function of the non-opposing optical thin film in the input reflecting mirror and the high optical thickness of the opposite optical thin film in the output reflecting mirror. Utilizing the reflection function to resonate only one of the signal light and idler light, and the high reflection function of the opposite side optical thin film in the input side reflecting mirror and the high reflection function of the non-opposing side optical thin film in the output side reflecting mirror. Since only the other one of the signal light and the idler light is resonated in, the pair of reflecting mirrors constitutes a resonator for both the signal light and the idler light as in the invention according to claim 1. Nevertheless, the number of film layers of each optical thin film can be reduced.

【0035】次に、請求項3記載の発明に係る一対の反
射鏡によれば、入力側反射鏡及び出力側反射鏡が、片面
に非対向側光学薄膜が設けられた光学的第一透明基板
と、片面に対向側光学薄膜が設けられた光学的第二透明
基板と、これ等透明基板とその屈折率が等しく各透明基
板の反対面同士を貼合わせる光学接着剤とを備える構造
を有しており、それぞれの光学薄膜が別々に製膜された
光学的第一透明基板と光学的第二透明基板とを光学接着
剤を介して貼合わせることにより上記入力側反射鏡と出
力側反射鏡を製造できるため、1枚の光学的透明基板の
両面に光学薄膜を製膜する場合に発生し易い光学薄膜の
クラック現象を回避することが可能となる。
Next, according to the pair of reflecting mirrors of the third aspect of the present invention, the first reflecting mirror of the input side and the reflecting mirror of the output side are provided with the non-opposing side optical thin film on one surface. And a second optical transparent substrate provided with an optical thin film on the opposite side on one surface, and an optical adhesive having these transparent substrates and the opposite surfaces of the respective transparent substrates having the same refractive index attached to each other. The input side reflecting mirror and the output side reflecting mirror are formed by bonding the optical first transparent substrate and the optical second transparent substrate on which the respective optical thin films are formed separately, through an optical adhesive. Since it can be manufactured, it is possible to avoid the crack phenomenon of the optical thin film, which is likely to occur when the optical thin films are formed on both surfaces of one optically transparent substrate.

【0036】また、請求項4記載の発明に係る一対の反
射鏡によれば、入力側反射鏡及び出力側反射鏡が、片面
に非対向側光学薄膜が設けられた光学的第一透明基板
と、片面に対向側光学薄膜が設けられた光学的第二透明
基板と、これ等透明基板とその屈折率が異なり各透明基
板の反対面同士を貼合わせる光学接着剤とを備え、か
つ、各透明基板の貼合わせ面に上記光学接着剤の屈折率
に対する反射防止膜が各々設けられているため、各透明
基板とその屈折率が異なる光学接着剤を適用しているに
も拘らず上記各透明基板と光学接着剤との界面における
アイドラ光とシグナル光の反射現象を防止することが可
能となる。
According to the pair of reflecting mirrors according to the invention described in claim 4, the input side reflecting mirror and the output side reflecting mirror are the optical first transparent substrate provided with the non-opposing side optical thin film on one surface. , An optical second transparent substrate provided with an optical thin film on the opposite side on one side, and an optical adhesive having a refractive index different from those of the transparent substrates and bonding the opposite sides of the respective transparent substrates, and each transparent Since each of the transparent substrates is provided with an antireflection film for the refractive index of the optical adhesive on the bonding surface of the substrate, the transparent substrate is applied despite the optical adhesive having a different refractive index. It is possible to prevent the phenomenon of reflection of idler light and signal light at the interface between the resin and the optical adhesive.

【0037】一方、請求項5記載の発明に係る共振器に
よれば、波長変換素子を中心にしてそのポンプ光源側と
その反対側に配置される一対の反射鏡が請求項1、2、
3又は4記載の発明に係る一対の反射鏡で構成されてい
るため、アイドラ光とシグナル光双方の光についてこの
1つの共振器で共振させることが可能となる。
On the other hand, according to the resonator of the invention described in claim 5, a pair of reflecting mirrors arranged on the pump light source side and on the opposite side of the wavelength conversion element are provided.
Since it is composed of the pair of reflecting mirrors according to the invention described in 3 or 4, it is possible to resonate both the idler light and the signal light with this one resonator.

【0038】また、請求項6記載の発明に係る波長可変
レーザ装置によれば、アイドラ光とシグナル光双方の光
に対し1組の反射鏡でこれ等を共振させる請求項5記載
の発明に係る共振器が組込まれているため、レーザ装置
の小型化、製造コストの低減化が図れる。
According to the wavelength tunable laser device of the invention described in claim 6, the set of reflecting mirrors resonates the idler light and the signal light with a pair of reflecting mirrors. Since the resonator is incorporated, the laser device can be downsized and the manufacturing cost can be reduced.

【0039】[0039]

【実施例】それぞれ別の光学的透明基板に対向側光学薄
膜と非対向側光学薄膜を製膜した後、光学接着剤を介し
接着して作製された反射鏡を例に挙げて本発明の実施例
を詳細に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described with reference to a reflecting mirror, which is manufactured by forming an optical thin film on the opposite side and an optical thin film on the non-opposing side on different optically transparent substrates and then adhering the thin film on each other through an optical adhesive. An example will be described in detail.

【0040】まず、ポンプ光源1に波長1.06μmの
Nd:YAGレーザを用い、波長変換素子2としてKT
Pを用いた場合、位相整合アングルθと発生するアイド
ラ光iの波長λiとシグナル光sの波長λsとの関係は図
10に示される(IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONIC
S,VOL.27,NO.5,P.1137,MAY 1991参照)。この図10に
よれば、位相整合アングルθを60〜70度の範囲で変
化させると、波長約2.5〜3μmのアイドラ光iと、
波長約1.6〜1.9μmのシグナル光sが発振するこ
とを示している。そして、この実施例においては上記ア
イドラ光とシグナル光とを共に1つの共振器内で共振さ
せる一対の反射鏡を作製する。
First, an Nd: YAG laser with a wavelength of 1.06 μm is used as the pump light source 1, and a KT is used as the wavelength conversion element 2.
When P is used, the relationship between the phase matching angle θ and the wavelength λi of the generated idler light i and the wavelength λs of the signal light s is shown in FIG. 10 (IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONIC
S, VOL.27, NO.5, P.1137, MAY 1991). According to FIG. 10, when the phase matching angle θ is changed in the range of 60 to 70 degrees, the idler light i having a wavelength of about 2.5 to 3 μm,
It shows that the signal light s having a wavelength of about 1.6 to 1.9 μm oscillates. In this embodiment, a pair of reflecting mirrors that resonate both the idler light and the signal light in one resonator are manufactured.

【0041】このためには、各反射鏡3、4の対向面
に、波長約2.5〜3μmのアイドラ光iに対して反射
防止機能を有しかつ波長1.6〜1.9μmのシグナル
光sに対して高反射機能を有する対向側光学薄膜32、
42を形成し、入力側反射鏡3の非対向側面に上記アイ
ドラ光iに対し高反射機能を有する非対向側光学薄膜3
1を形成すると共に、出力側反射鏡4の非対向面に上記
シグナル光sに対し反射防止機能を有しかつ上記アイド
ラ光iに対し高反射機能を有する非対向側光学薄膜41
を形成すればよい(図1並びに図7A参照)。この実施
例においては、入力側反射鏡3に設けられた各光学薄膜
31、32のアイドラ光とシグナル光に対する反射率が
98%以上、出力側反射鏡4に設けられた各光学薄膜4
1、42のアイドラ光とシグナル光に対する反射率が約
90±2%となるものを求める。
To this end, the opposing surfaces of the reflecting mirrors 3 and 4 have an antireflection function for idler light i having a wavelength of about 2.5 to 3 μm and a signal having a wavelength of 1.6 to 1.9 μm. Opposing optical thin film 32 having a high reflection function for light s,
42 on the non-opposing side optical thin film 3 having a high reflection function for the idler light i on the non-opposing side surface of the input side reflecting mirror 3.
1 and a non-opposing optical thin film 41 having an antireflection function for the signal light s and a high reflecting function for the idler light i on the non-opposing surface of the output side reflecting mirror 4.
May be formed (see FIGS. 1 and 7A). In this embodiment, the optical thin films 31 and 32 provided on the input side reflecting mirror 3 have a reflectance of 98% or more with respect to idler light and signal light, and the optical thin film 4 provided on the output side reflecting mirror 4.
The reflectance for the idler light of 1 and 42 and the reflectance for the signal light is about 90 ± 2%.

【0042】『光学薄膜の設計』そこで、薄膜材料とし
てSiO2 とTa25を適用すると共に光学的透明基板
としてサファイヤ製の平行平板を用い、かつ、各光学薄
膜31〜42が以下の条件を満たすように前記数式
(2)〜(4)に基づきパーソナルコンピュータを用い
てシンプレックス法により各層の光学的膜厚nd(n:
屈折率、d:物理的膜厚)を徐々に変化させたり、膜層
数を増減させたりして膜層数と各層の膜厚を求めた。計
算に際しては各光学薄膜にレーザ光が垂直に入射すると
仮定した。
[Design of Optical Thin Film] Therefore, SiO 2 and Ta 2 O 5 are applied as thin film materials, a parallel plate made of sapphire is used as an optically transparent substrate, and each of the optical thin films 31 to 42 has the following conditions. So that the optical film thickness nd (n: n) of each layer is obtained by the simplex method using a personal computer based on the above equations (2) to (4).
The number of film layers and the film thickness of each layer were obtained by gradually changing the refractive index, d: physical film thickness) or increasing or decreasing the number of film layers. In the calculation, it was assumed that the laser light was vertically incident on each optical thin film.

【0043】 a.入力側反射鏡3の対向側光学薄膜32 波長約1.6〜1.9μmに対する反射率 98%以上 波長約2.5〜3μmに対する反射率 2%以下 b.入力側反射鏡3の非対向側光学薄膜31 波長約2.5〜3μmに対する反射率 98%以上 c.出力側反射鏡4の対向側光学薄膜42 波長約1.6〜1.9μmに対する反射率 90±2% 波長約2.5〜3μmに対する反射率 2%以下 d.出力側反射鏡4の非対向側光学薄膜41 波長約2.5〜3μmに対する反射率 90±2% 波長約1.6〜1.9μmに対する反射率 2%以下 そして、これ等4種類の光学薄膜の膜設計の一例を、表
4(入力側反射鏡3の対向側光学薄膜32)、表5(入
力側反射鏡3の非対向側光学薄膜31)、表6(出力側
反射鏡4の対向側光学薄膜42)、及び、表7(出力側
反射鏡4の非対向側光学薄膜41)にそれぞれ示す。ま
た、上記表4〜表7に示された膜構成における光学薄膜
の分光反射率計算値のグラフ図を図2(入力側反射鏡3
の対向側光学薄膜32)、図3(入力側反射鏡3の非対
向側光学薄膜31)、図4(出力側反射鏡4の対向側光
学薄膜42)、及び、図5(出力側反射鏡4の非対向側
光学薄膜41)にそれぞれ示す。
A. Opposing optical thin film 32 of input side reflecting mirror 3 Reflectivity for wavelengths of about 1.6 to 1.9 μm 98% or more Reflectivity for wavelengths of about 2.5 to 3 μm 2% or less b. Non-opposing side optical thin film 31 of input side reflecting mirror 3 Reflectivity for wavelength of about 2.5 to 3 μm 98% or more c. Opposing optical thin film 42 of output side reflecting mirror 4 Reflectivity for wavelength of about 1.6 to 1.9 μm 90 ± 2% Reflectivity for wavelength of about 2.5 to 3 μm 2% or less d. Non-opposing side optical thin film 41 of output side reflecting mirror 4 Reflectivity for wavelength of about 2.5 to 3 μm 90 ± 2% Reflectivity for wavelength of about 1.6 to 1.9 μm 2% or less And these four types of optical thin films Examples of the film design of Table 4 (opposing optical thin film 32 of the input side reflecting mirror 3), Table 5 (non-opposing optical thin film 31 of the input side reflecting mirror 3), Table 6 (opposing the output side reflecting mirror 4) Side optical thin film 42) and Table 7 (non-opposing side optical thin film 41 of output side reflecting mirror 4). Further, a graph of the calculated spectral reflectance of the optical thin film in the film configuration shown in Tables 4 to 7 is shown in FIG.
Opposing optical thin film 32), FIG. 3 (non-opposing optical thin film 31 of input reflecting mirror 3), FIG. 4 (opposing optical thin film 42 of output reflecting mirror 4), and FIG. 5 (output reflecting mirror). No. 4 non-opposing side optical thin film 41).

【0044】[0044]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【表6】 [Table 6]

【表7】 『光学薄膜の製膜』次に、上記計算結果に基づき各光学
薄膜を製膜した。製膜には電子ビーム真空蒸着装置を用
い、初めにサファイヤ製の光学的透明基板を300℃ま
で加熱しながら5.0×10-6Torrまで排気した。そし
て、SiO2 蒸着時においてはその蒸着速度が0.7n
m/min.になるように制御した。一方、Ta25
着時には酸素を1.0×10-4Torrに保たれるように導
入し、蒸着速度を0.2nm/min.になるように制
御した。蒸着時の膜厚の制御には光学干渉式膜厚モニタ
ーを、また、蒸着速度の制御には水晶振動式モニターを
用いた。尚、この蒸着条件は製膜される光学薄膜にクラ
ックが発生しないように求めたものである。
[Table 7] [Formation of Optical Thin Film] Next, each optical thin film was formed based on the above calculation results. An electron beam vacuum vapor deposition apparatus was used for film formation. First, an optically transparent substrate made of sapphire was heated to 300 ° C. and evacuated to 5.0 × 10 −6 Torr. When the SiO 2 is vapor-deposited, the vapor deposition rate is 0.7 n
m / min. Controlled to be. On the other hand, during Ta 2 O 5 vapor deposition, oxygen was introduced so as to be maintained at 1.0 × 10 −4 Torr, and the vapor deposition rate was 0.2 nm / min. Controlled to be. An optical interference type film thickness monitor was used to control the film thickness during vapor deposition, and a crystal vibration monitor was used to control the vapor deposition rate. The vapor deposition conditions were determined so that cracks would not occur in the formed optical thin film.

【0045】これ等の蒸着条件は、真空蒸着装置の蒸着
源から光学的透明基板までの距離、酸素を導入している
位置、及び、酸素分圧を測定している位置、排気速度な
どにより異なることがあるため絶対的なものではない。
These vapor deposition conditions differ depending on the distance from the vapor deposition source of the vacuum vapor deposition apparatus to the optically transparent substrate, the position where oxygen is introduced, the position where the oxygen partial pressure is measured, the exhaust speed, and the like. Sometimes it's not absolute.

【0046】このようにして上記入力側反射鏡3の一部
を構成する光学的第二透明基板52の一面にaに示され
た光学特性を有する対向側光学薄膜32を製膜した(図
1B参照)後、真空破壊して上記光学的第二透明基板5
2を取出した。次に、上記入力側反射鏡3の一部を構成
する光学的第一透明基板51の一面にbに示された光学
特性を有する非対向側光学薄膜31を製膜(図1B参
照)し、以下、同様の操作を繰返して出力側反射鏡4の
一部を構成する光学的第二透明基板の一面にcで示され
た光学特性を有する対向側光学薄膜42を製膜し、ま
た、光学的第一透明基板の一面にdで示された光学特性
を有する非対向側光学薄膜41をそれぞれ製膜した。
In this way, the opposing optical thin film 32 having the optical characteristics shown in a is formed on one surface of the optical second transparent substrate 52 which constitutes a part of the input side reflecting mirror 3 (FIG. 1B). Then, the optical second transparent substrate 5 is broken by vacuum breaking.
I took out 2. Next, a non-opposing side optical thin film 31 having the optical characteristics shown in b is formed on one surface of the optical first transparent substrate 51 which constitutes a part of the input side reflecting mirror 3 (see FIG. 1B), Hereinafter, the same operation is repeated to form an opposite side optical thin film 42 having the optical characteristic indicated by c on one surface of the optical second transparent substrate forming a part of the output side reflecting mirror 4, and The non-opposing side optical thin film 41 having the optical characteristic indicated by d is formed on one surface of the first transparent substrate.

【0047】『光学接着剤による貼合わせ』次に、波長
約2.5〜3μmのレーザ光に対する屈折率1.73の
サファイヤ製の光学的透明基板の貼合わせに、同じ波長
に対する屈折率が1.52と上記光学的透明基板と屈折
率が相違する光学接着剤を用いるため、上記光学的第一
透明基板51と光学的第二透明基板52の貼合わせ面に
反射防止膜61、62を設けた。また、出力側反射鏡4
を構成する光学的第一透明基板と光学的第二透明基板の
貼合わせ面にも同様の反射防止膜を形成した。尚、これ
等反射防止膜にはその一例として屈折率1.58でその
光学的膜厚が0.343λo(λoは設計中心波長で、λ
o=2.0μm)のAl23から成る単一層が適用され
ている。また、この反射防止膜の分光反射率計算値のグ
ラフ図を図6に示す。
[Lamination with Optical Adhesive] Next, an optical transparent substrate made of sapphire having a refractive index of 1.73 with respect to a laser beam having a wavelength of about 2.5 to 3 μm is laminated with a refractive index of 1 at the same wavelength. .52 and an optical adhesive having a refractive index different from that of the optically transparent substrate are used, and therefore antireflection films 61 and 62 are provided on the bonding surfaces of the optically first transparent substrate 51 and the optically second transparent substrate 52. It was In addition, the output side reflecting mirror 4
A similar antireflection film was formed on the bonding surfaces of the first optical transparent substrate and the second optical transparent substrate constituting the above. An example of such an antireflection film has a refractive index of 1.58 and an optical film thickness of 0.343λo (λo is a designed center wavelength,
A single layer of Al 2 O 3 ( o = 2.0 μm) has been applied. Further, FIG. 6 shows a graph of the calculated spectral reflectance of this antireflection film.

【0048】上記反射防止膜を製膜した後、各光学的透
明基板を大気中で20時間、250℃でアニーリング処
理を施した。このアニーリング条件も作製した光学薄膜
により異なることがあるため、適宜最適な条件を選定す
ることが望ましい。
After forming the above antireflection film, each optically transparent substrate was annealed at 250 ° C. for 20 hours in the atmosphere. Since this annealing condition may also vary depending on the optical thin film produced, it is desirable to select the optimum condition as appropriate.

【0049】最後に、入力側反射鏡を構成する光学的第
一透明基板51と光学的第二透明基板52を上記光学接
着剤を介して貼合わせて入力側反射鏡3を作製すると共
に、同様の方法により出力側反射鏡4も作製した。尚、
この光学接着剤の屈折率が光学的透明基板の屈折率と等
しければ各透明基板の貼合わせ面に上記反射防止膜を設
ける必要はない。
Finally, the optical first transparent substrate 51 and the optical second transparent substrate 52 constituting the input side reflecting mirror are bonded together via the above-mentioned optical adhesive to manufacture the input side reflecting mirror 3, and at the same time. The output-side reflecting mirror 4 was also manufactured by the method described above. still,
If the refractive index of this optical adhesive is equal to the refractive index of the optically transparent substrate, it is not necessary to provide the antireflection film on the bonding surface of each transparent substrate.

【0050】『上記反射鏡が組込まれた波長可変レーザ
装置の評価』次に、このようにして得られた入力側反射
鏡3と出力側反射鏡4を、波長変換素子2としてKTP
が適用された図1(A)の波長可変レーザ装置に組込み
この装置の性能を評価した。
[Evaluation of Wavelength Tunable Laser Device Incorporating the Reflecting Mirror] Next, the input side reflecting mirror 3 and the output side reflecting mirror 4 thus obtained are used as a wavelength conversion element 2 in a KTP.
1 was applied to the tunable laser device of FIG. 1 (A), and the performance of this device was evaluated.

【0051】ポンプ光源1として波長1.06μmのN
d:YAGレーザを用い、KTPから成る波長変換素子
2の位相整合アングルθが60〜70度となる範囲で上
記波長変換素子2を回転させ、波長約2.5〜3μmの
アイドラ光iと波長約1.6〜1.9μmのシグナル光
sとを共振させて出力側反射鏡4から出射されるレーザ
光を分光器により検出した。
As the pump light source 1, N having a wavelength of 1.06 μm is used.
Using the d: YAG laser, the wavelength conversion element 2 is rotated in the range where the phase matching angle θ of the wavelength conversion element 2 made of KTP is 60 to 70 degrees, and the idler light i having a wavelength of about 2.5 to 3 μm and the wavelength The laser light emitted from the output-side reflecting mirror 4 by resonating with the signal light s of about 1.6 to 1.9 μm was detected by the spectroscope.

【0052】その結果、このレーザ装置で出射されるレ
ーザ光の波長は、従来、複数組の反射鏡を交互に交換す
る構造のレーザ装置から出射されるレーザ光と同様に変
化していることが確認された。また、出射光の強度も従
来のものと遜色ないものであった。
As a result, the wavelength of the laser light emitted from this laser device has changed in the same manner as that of the laser light emitted from the laser device having a structure in which a plurality of sets of reflecting mirrors are alternately exchanged. confirmed. In addition, the intensity of emitted light was comparable to that of the conventional one.

【0053】尚、この実施例においては、入力側反射鏡
3と出力側反射鏡4の対向側光学薄膜と非対向側光学薄
膜を構成する薄膜材料としてSiO2 とTa25が適用
されているが、低屈折率物質としてMgF2 、Ca
2 、AlF2 、Al23等を用い、高屈折率物質とし
てHfF2 、Y23、ZrO2 、HfO2 、TiO2
を用い、かつ、これ等を適宜組合わせて適用してもよ
い。
In this embodiment, SiO 2 and Ta 2 O 5 are applied as the thin film materials forming the facing optical thin film and the non-opposing optical thin film of the input side reflecting mirror 3 and the output side reflecting mirror 4. However, as a low refractive index substance, MgF 2 , Ca
F 2 , AlF 2 , Al 2 O 3 or the like is used, HfF 2 , Y 2 O 3 , ZrO 2 , HfO 2 , TiO 2 or the like is used as the high refractive index material, and these are appropriately combined and applied. May be.

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、入力側反
射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能と出力側反
射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能を利用して
シグナル光とアイドラ光の一方の光のみを共振させると
共に、入力側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射機
能と出力側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射機能
とで上記シグナル光とアイドラ光の他方の光のみを共振
させているため、1組の反射鏡でシグナル光とアイドラ
光双方の共振器を構成させているにも拘らず各光学薄膜
の膜層数を低減できる効果を有している。
According to the invention of claim 1, the signal light is utilized by utilizing the high reflection function of the non-opposing optical thin film in the input side reflecting mirror and the high reflection function of the non-opposing side optical thin film in the output side reflecting mirror. While resonating only one of the idler light and the idler light, the other of the signal light and the idler light by the high reflection function of the opposite side optical thin film in the input side reflecting mirror and the high reflection function of the opposite side optical thin film in the output side reflecting mirror Since only the above light is resonated, the number of film layers of each optical thin film can be reduced despite the fact that one set of reflecting mirrors constitutes both the signal light and idler light resonators. .

【0055】また、請求項2に係る発明によれば、入力
側反射鏡における非対向側光学薄膜の高反射機能と出力
側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射機能を利用し
てシグナル光とアイドラ光の一方の光のみを共振させる
と共に、入力側反射鏡における対向側光学薄膜の高反射
機能と出力側反射鏡における非対向側光学薄膜の高反射
機能とで上記シグナル光とアイドラ光の他方の光のみを
共振させているため、請求項1に係る発明と同様に、1
組の反射鏡でシグナル光とアイドラ光双方の共振器を構
成させているにも拘らず各光学薄膜の膜層数を低減でき
る効果を有している。
According to the second aspect of the invention, the signal light is generated by utilizing the high reflection function of the non-opposing optical thin film in the input side reflecting mirror and the high reflecting function of the opposite side optical thin film in the output side reflecting mirror. While resonating only one of the idler light, the other of the signal light and the idler light is provided by the high reflection function of the opposite side optical thin film in the input side reflecting mirror and the high reflection function of the non-opposing side optical thin film in the output side reflecting mirror. Since only the light of 1 is resonated, as in the invention according to claim 1,
Despite the fact that the pair of reflecting mirrors configure both the signal light and idler light resonators, the number of film layers of each optical thin film can be reduced.

【0056】次に、請求項3に係る発明によれば、それ
ぞれの光学薄膜が別々に製膜された光学的第一透明基板
と光学的第二透明基板とを光学接着剤を介して貼合わせ
ることにより入力側反射鏡と出力側反射鏡を製造できる
ため、1枚の光学的透明基板の両面に光学薄膜を製膜す
る場合に較べて光学薄膜のクラック現象を回避できる効
果を有している。
Next, according to the third aspect of the present invention, the optical first transparent substrate and the second optical transparent substrate, on which the respective optical thin films are formed separately, are attached via an optical adhesive. As a result, the input side reflecting mirror and the output side reflecting mirror can be manufactured, so that it has an effect of avoiding the crack phenomenon of the optical thin film as compared with the case where the optical thin films are formed on both surfaces of one optically transparent substrate. .

【0057】また、請求項4に係る発明によれば、光学
的第一透明基板と光学的第二透明基板との貼合わせ面に
光学接着剤の屈折率に対する反射防止膜が各々設けられ
ているため、各透明基板とその屈折率が異なる光学接着
剤を適用しているにも拘らず各透明基板と光学接着剤と
の界面におけるアイドラ光とシグナル光の反射現象を防
止できる効果を有している。
According to the invention of claim 4, an antireflection film for the refractive index of the optical adhesive is provided on each of the bonding surfaces of the first optical transparent substrate and the second optical transparent substrate. Therefore, it has the effect of preventing the reflection phenomenon of idler light and signal light at the interface between each transparent substrate and the optical adhesive, even though each transparent substrate and the optical adhesive having a different refractive index are applied. There is.

【0058】一方、請求項5に係る発明によれば、波長
変換素子を中心にしてそのポンプ光源側とその反対側に
配置され共振器を構成する一対の反射鏡が請求項1、
2、3又は4記載の一対の反射鏡から成るため、アイド
ラ光とシグナル光双方の光について上記一対の反射鏡で
共振させることができる効果を有している。
On the other hand, according to the fifth aspect of the present invention, there is provided a pair of reflecting mirrors, which are arranged on the pump light source side and on the opposite side of the wavelength conversion element as a center to form a resonator.
Since it comprises a pair of reflecting mirrors described in item 2, 3 or 4, it has an effect that both the idler light and the signal light can be resonated by the pair of reflecting mirrors.

【0059】また、請求項6に係る発明によれば、アイ
ドラ光とシグナル光双方の光に対し1組の反射鏡でこれ
等を共振させる共振器が組込まれているため、レーザ装
置の小型化、製造コストの低減化を図れる効果を有して
いる。
According to the sixth aspect of the invention, since a resonator for resonating the idler light and the signal light with a pair of reflecting mirrors is incorporated, the size of the laser device can be reduced. In addition, the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】図1(A)は実施例に係る波長可変レーザ装置
の概略上面図、図1(B)はその入力側反射鏡の拡大断
面図。
FIG. 1A is a schematic top view of a wavelength tunable laser device according to an embodiment, and FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of an input side reflecting mirror thereof.

【図2】実施例に係る入力側反射鏡の対向側光学薄膜に
おける分光反射率計算値のグラフ図。
FIG. 2 is a graph showing spectral reflectance calculation values in the facing-side optical thin film of the input-side reflecting mirror according to the example.

【図3】実施例に係る入力側反射鏡の非対向側光学薄膜
における分光反射率計算値のグラフ図。
FIG. 3 is a graph chart of spectral reflectance calculation values in the non-opposing side optical thin film of the input side reflecting mirror according to the example.

【図4】実施例に係る出力側反射鏡の対向側光学薄膜に
おける分光反射率計算値のグラフ図。
FIG. 4 is a graph showing spectral reflectance calculation values in the facing-side optical thin film of the output-side reflecting mirror according to the example.

【図5】実施例に係る出力側反射鏡の非対向側光学薄膜
における分光反射率計算値のグラフ図。
FIG. 5 is a graph showing the spectral reflectance calculation value of the non-opposing side optical thin film of the output side reflecting mirror in the example.

【図6】光学的第一透明基板と光学的第二透明基板の貼
合わせ面に設けられた反射防止膜の分光反射率計算値の
グラフ図。
FIG. 6 is a graph showing spectral reflectance calculation values of an antireflection film provided on a bonding surface of an optical first transparent substrate and an optical second transparent substrate.

【図7】図7(A)及び(B)は請求項1に係る一対の
反射鏡の作用説明図。
7 (A) and 7 (B) are operation explanatory views of a pair of reflecting mirrors according to claim 1. FIG.

【図8】図8(A)及び(B)は請求項2に係る一対の
反射鏡の作用説明図。
8 (A) and 8 (B) are operation explanatory views of a pair of reflecting mirrors according to claim 2;

【図9】図9(A)〜(C)は本発明に係る反射鏡の構
成断面図。
9 (A) to 9 (C) are sectional views showing the configuration of a reflecting mirror according to the present invention.

【図10】波長変換素子を構成するKTPの位相整合ア
ングルθとアイドラ光並びにシグナル光の波長との関係
を示すグラフ図。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the phase matching angle θ of KTP forming the wavelength conversion element and the wavelengths of idler light and signal light.

【図11】従来の波長可変レーザ装置の概略上面図。FIG. 11 is a schematic top view of a conventional wavelength tunable laser device.

【図12】従来例に係る入力側反射鏡の光学薄膜におけ
る分光反射率計算値のグラフ図。
FIG. 12 is a graph showing calculated spectral reflectance values of an optical thin film of an input-side reflecting mirror according to a conventional example.

【図13】従来例に係る出力側反射鏡の光学薄膜におけ
る分光反射率計算値のグラフ図。
FIG. 13 is a graph showing the calculated spectral reflectance of the optical thin film of the output-side reflecting mirror according to the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポンプ光源 2 波長変換素子 3 入力側反射鏡 4 出力側反射鏡 31 非対向側光学薄膜 32 対向側光学薄膜 41 非対向側光学薄膜 42 対向側光学薄膜 50 光学接着剤 51 光学的第一透明基板 52 光学的第二透明基板 61 反射防止膜 62 反射防止膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pump light source 2 Wavelength conversion element 3 Input-side reflecting mirror 4 Output-side reflecting mirror 31 Non-opposing optical thin film 32 Opposing optical thin film 41 Non-opposing optical thin film 42 Opposing optical thin film 50 Optical adhesive 51 Optical first transparent substrate 52 Optical Second Transparent Substrate 61 Antireflection Film 62 Antireflection Film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非線形光学結晶から成りその結晶のY軸を
中心にして回転可能に設けられると共に入射されたポン
プ光をシグナル光とアイドラ光に変換させる波長変換素
子を中心にしてそのポンプ光源側とその反対側に各々配
置され、上記シグナル光とアイドラ光の共振器を構成す
る波長可変レーザ装置用の一対の反射鏡において、 ポンプ光源側に配置される入力側反射鏡が、光学的透明
基板と、この基板のポンプ光入射面に設けられ上記シグ
ナル光とアイドラ光の一方の光に対して高反射機能を有
する非対向側光学薄膜と、この基板の反対面に設けられ
上記一方の光に対して反射防止機能を有すると共に他方
の光に対して高反射機能を有する対向側光学薄膜とで構
成され、 かつ、ポンプ光源とは反対側に配置される出力側反射鏡
が、光学的透明基板と、この基板の上記入力側反射鏡と
の対向面に設けられ上記一方の光に対して反射防止機能
を有すると共に上記他方の光に対して高反射機能を有す
る対向側光学薄膜と、この基板の反対面に設けられ上記
一方の光に対して高反射機能を有すると共に上記他方の
光に対して反射防止機能を有する非対向側光学薄膜とで
構成されることを特徴とする一対の反射鏡。
1. A pump light source side centering on a wavelength conversion element which is made of a non-linear optical crystal and is rotatably provided around the Y axis of the crystal and which converts incident pump light into signal light and idler light. In the pair of reflecting mirrors for the wavelength tunable laser device, which are respectively arranged on the opposite side and constitute the resonator of the signal light and the idler light, the input side reflecting mirror arranged on the pump light source side is an optically transparent substrate. And a non-opposing optical thin film provided on the pump light incident surface of this substrate and having a high reflection function for one of the signal light and idler light, and one of the above-mentioned light provided on the opposite surface of this substrate. On the other hand, the output-side reflecting mirror, which is composed of the opposite-side optical thin film that has an antireflection function and a high-reflecting function for the other light, and is arranged on the opposite side of the pump light source, is A bright substrate, and an opposite side optical thin film having an antireflection function with respect to the one light and having a high reflection function with respect to the other light, which is provided on a surface facing the input side reflecting mirror of the substrate. A pair of non-opposing optical thin films provided on the opposite surface of the substrate and having a high reflection function for the one light and an antireflection function for the other light. Reflector.
【請求項2】非線形光学結晶から成りその結晶のY軸を
中心にして回転可能に設けられると共に入射されたポン
プ光をシグナル光とアイドラ光に変換させる波長変換素
子を中心にしてそのポンプ光源側とその反対側に各々配
置され、上記シグナル光とアイドラ光の共振器を構成す
る波長可変レーザ装置用の一対の反射鏡において、 ポンプ光源側に配置される入力側反射鏡が、光学的透明
基板と、この基板のポンプ光入射面に設けられ上記シグ
ナル光とアイドラ光の一方の光に対して高反射機能を有
する非対向側光学薄膜と、この基板の反対面に設けられ
上記一方の光に対して反射防止機能を有すると共に他方
の光に対して高反射機能を有する対向側光学薄膜とで構
成され、 かつ、ポンプ光源とは反対側に配置される出力側反射鏡
が、光学的透明基板と、この基板の上記入力側反射鏡と
の対向面に設けられ上記他方の光に対して反射防止機能
を有すると共に上記一方の光に対して高反射機能を有す
る対向側光学薄膜と、この基板の反対面に設けられ上記
他方の光に対して高反射機能を有すると共に上記一方の
光に対して反射防止機能を有する非対向側光学薄膜とで
構成されることを特徴とする一対の反射鏡。
2. A pump light source side centering on a wavelength conversion element which is made of a non-linear optical crystal and is rotatably provided around the Y axis of the crystal and which converts incident pump light into signal light and idler light. In the pair of reflecting mirrors for the wavelength tunable laser device, which are respectively arranged on the opposite side and constitute the resonator of the signal light and the idler light, the input side reflecting mirror arranged on the pump light source side is an optically transparent substrate. And a non-opposing optical thin film provided on the pump light incident surface of this substrate and having a high reflection function for one of the signal light and idler light, and one of the above-mentioned light provided on the opposite surface of this substrate. On the other hand, the output-side reflecting mirror, which is composed of the opposite-side optical thin film that has an antireflection function and a high-reflecting function for the other light, and is arranged on the opposite side of the pump light source, is A bright substrate, and an opposing optical thin film provided on the surface of the substrate facing the input side reflecting mirror and having an antireflection function for the other light and a high reflection function for the one light, A pair of non-opposing optical thin films provided on the opposite surface of the substrate and having a high reflection function for the other light and an antireflection function for the one light. Reflector.
【請求項3】上記入力側反射鏡及び出力側反射鏡が、片
面に非対向側光学薄膜が設けられた光学的第一透明基板
と、片面に対向側光学薄膜が設けられた光学的第二透明
基板と、これ等透明基板とその屈折率が等しく各透明基
板の反対面同士を貼合わせる光学接着剤とを備えること
を特徴とする請求項1又は2記載の一対の反射鏡。
3. The input-side reflecting mirror and the output-side reflecting mirror each have an optical first transparent substrate having a non-opposing optical thin film on one surface, and an optical second transparent substrate having an opposing optical thin film on one surface. The pair of reflecting mirrors according to claim 1 or 2, further comprising: a transparent substrate; and an optical adhesive having the same refractive index as that of the transparent substrate and bonding the opposite surfaces of the transparent substrates to each other.
【請求項4】上記入力側反射鏡及び出力側反射鏡が、片
面に非対向側光学薄膜が設けられた光学的第一透明基板
と、片面に対向側光学薄膜が設けられた光学的第二透明
基板と、これ等透明基板とその屈折率が異なり各透明基
板の反対面同士を貼合わせる光学接着剤とを備え、か
つ、各透明基板の貼合わせ面に上記光学接着剤の屈折率
に対する反射防止膜が各々設けられていることを特徴と
する請求項1又は2記載の一対の反射鏡。
4. The input-side reflecting mirror and the output-side reflecting mirror each have an optical first transparent substrate having a non-opposing optical thin film on one surface, and an optical second transparent substrate having an opposing optical thin film on one surface. A transparent substrate and an optical adhesive having a refractive index different from those of the transparent substrates and bonding the opposite surfaces of the transparent substrates to each other are provided, and the bonding surface of each transparent substrate reflects the refractive index of the optical adhesive. The pair of reflecting mirrors according to claim 1 or 2, wherein an anti-reflection film is provided respectively.
【請求項5】非線形光学結晶から成りその結晶のY軸を
中心にして回転可能に設けられると共に入射されたポン
プ光をシグナル光とアイドラ光に変換させる波長変換素
子を中心にしてそのポンプ光源側とその反対側に各々配
置された一対の反射鏡により構成される波長可変レーザ
装置用の共振器において、 上記一対の反射鏡として請求項1、2、3又は4記載の
一対の反射鏡が組込まれていることを特徴とする共振
器。
5. A pump light source side centering on a wavelength conversion element which is made of a non-linear optical crystal and is rotatably provided around the Y axis of the crystal and which converts incident pump light into signal light and idler light. And a pair of reflecting mirrors arranged on the opposite side of the resonator for a wavelength tunable laser device, wherein the pair of reflecting mirrors according to claim 1, 2, 3 or 4 is incorporated. A resonator characterized by being provided.
【請求項6】ポンプ光源と、非線形光学結晶から成りそ
の結晶のY軸を中心にして回転可能に設けられると共に
入射されたポンプ光をシグナル光とアイドラ光に変換さ
せる波長変換素子と、この波長変換素子を中心にしてそ
のポンプ光源側とその反対側に各々配置された一対の反
射鏡により構成される共振器とを備える波長可変レーザ
装置において、 上記共振器として請求項5記載の共振器が組込まれてい
ることを特徴とする波長可変レーザ装置。
6. A pump light source, a wavelength conversion element comprising a non-linear optical crystal, rotatably provided around the Y axis of the crystal, and converting incident pump light into signal light and idler light, and this wavelength. 6. A wavelength tunable laser device comprising a pump light source side and a resonator constituted by a pair of reflecting mirrors arranged on the opposite side of the conversion element as a center, wherein the resonator according to claim 5 is used as the resonator. A tunable laser device characterized by being incorporated.
JP3553794A 1994-03-07 1994-03-07 A pair of reflecting mirrors, a resonator using these reflecting mirrors, and a wavelength tunable laser device incorporating the resonators. Pending JPH07245438A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005026792A1 (en) * 2003-09-09 2005-03-24 Seiko Epson Corporation Reflector, auxiliary mirror, light source device and projector

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