JPH0736073A - 偏光制御固体レーザ - Google Patents
偏光制御固体レーザInfo
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- JPH0736073A JPH0736073A JP17903993A JP17903993A JPH0736073A JP H0736073 A JPH0736073 A JP H0736073A JP 17903993 A JP17903993 A JP 17903993A JP 17903993 A JP17903993 A JP 17903993A JP H0736073 A JPH0736073 A JP H0736073A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 調整の簡単な光学系を持った小型の偏光制御
固体レーザを提供すること。 【構成】 ゲイン媒質中におけるレーザ発振光の空間分
布の中心軸が、前記ゲイン媒質の光学軸もしくは前記ゲ
イン媒質の屈折率楕円体の主軸に一致していない光励起
の固体レーザにおいて、前記ゲイン媒質中における励起
レーザ光の空間分布の中心軸を、前記ゲイン媒質中にお
けるレーザ発振光の１つの偏光の空間分布の中心軸に一
致させる。 【効果】
固体レーザを提供すること。 【構成】 ゲイン媒質中におけるレーザ発振光の空間分
布の中心軸が、前記ゲイン媒質の光学軸もしくは前記ゲ
イン媒質の屈折率楕円体の主軸に一致していない光励起
の固体レーザにおいて、前記ゲイン媒質中における励起
レーザ光の空間分布の中心軸を、前記ゲイン媒質中にお
けるレーザ発振光の１つの偏光の空間分布の中心軸に一
致させる。 【効果】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体レーザ励
起第２高調波発生による小型固体緑色光レーザや、パラ
メトリック増幅用光学共振器や、和周波波長変換素子等
に用いられる、２次非線形性を持つゲイン媒質を用いた
偏光制御固体レーザに関する。
起第２高調波発生による小型固体緑色光レーザや、パラ
メトリック増幅用光学共振器や、和周波波長変換素子等
に用いられる、２次非線形性を持つゲイン媒質を用いた
偏光制御固体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】第５図は、従来の、ネオジウムと酸化マ
グネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：Ｍｇ
Ｏ：ＬｉＮｂＯ3）を用いた第２高調波発生波長変換機
能を持つ偏光制御固体レーザの概略構成を示すブロック
図である。
グネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：Ｍｇ
Ｏ：ＬｉＮｂＯ3）を用いた第２高調波発生波長変換機
能を持つ偏光制御固体レーザの概略構成を示すブロック
図である。
【０００３】第５図において、２，５は励起レーザ光
（波長８１３ｎｍ）とレーザ発振光の第２高調波（波長
５４６．５ｎｍ）を透過し、レーザ発振光（波長１０９
３ｎｍ）を反射するダイクロイック・ミラーである。３
はａ軸がレーザ発振光の空間分布の中心軸に一致し、両
端を光学研磨したネオジウムと酸化マグネシウムを添加
したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）
単結晶である。
（波長８１３ｎｍ）とレーザ発振光の第２高調波（波長
５４６．５ｎｍ）を透過し、レーザ発振光（波長１０９
３ｎｍ）を反射するダイクロイック・ミラーである。３
はａ軸がレーザ発振光の空間分布の中心軸に一致し、両
端を光学研磨したネオジウムと酸化マグネシウムを添加
したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）
単結晶である。
【０００４】４は常光のレーザ発振光を完全に透過する
よう調整したブリュースター板である。
よう調整したブリュースター板である。
【０００５】単結晶３と、ダイクロイック・ミラー２，
５と、ブリュースター板４とは、一体となって光学共振
器を構成する。さらに、１は発振波長８１３ｎｍの半導
体レーザであり、６は３の温度を調節する温度調整器で
ある。また、７は励起レーザ光、８はレーザ発振光、９
は第２高調波である。
５と、ブリュースター板４とは、一体となって光学共振
器を構成する。さらに、１は発振波長８１３ｎｍの半導
体レーザであり、６は３の温度を調節する温度調整器で
ある。また、７は励起レーザ光、８はレーザ発振光、９
は第２高調波である。
【０００６】ネオジウムと酸化マグネシウムを添加した
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶は、レーザのゲイン媒質として働き、かつ、第２高調
波発生、和周波発生、パラメトリック増幅などの２次の
非線形光学効果を生じる単結晶である。
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶は、レーザのゲイン媒質として働き、かつ、第２高調
波発生、和周波発生、パラメトリック増幅などの２次の
非線形光学効果を生じる単結晶である。
【０００７】ネオジウムと酸化マグネシウムを添加した
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶は、第５図の従来例では、ゲイン媒質として使用さ
れ、かつ、第２高調波を発生している。
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶は、第５図の従来例では、ゲイン媒質として使用さ
れ、かつ、第２高調波を発生している。
【０００８】この結晶の誘導放出断面積には偏光方向依
存性があり、誘導放出断面積が最大値を示す波長が、常
光のレーザ発振光に対しては１０９３ｎｍであるが、異
常光のレーザ発振光に対しては１０８４ｎｍである。
存性があり、誘導放出断面積が最大値を示す波長が、常
光のレーザ発振光に対しては１０９３ｎｍであるが、異
常光のレーザ発振光に対しては１０８４ｎｍである。
【０００９】また、誘導放出断面積の最大値は、常光の
レーザ発振光の場合が、異常光のレーザ発振光の場合よ
り小さい。（T. Y. Fan et al,“Nd:MgO:LiNbO3 spectr
oscopy and laser devices", J. Opt. Soc. Am. B, vo
l.3(1), P140(1986)）。
レーザ発振光の場合が、異常光のレーザ発振光の場合よ
り小さい。（T. Y. Fan et al,“Nd:MgO:LiNbO3 spectr
oscopy and laser devices", J. Opt. Soc. Am. B, vo
l.3(1), P140(1986)）。
【００１０】しかし、ネオジウムと酸化マグネシウムを
添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ
3）単結晶の屈折率分散特性から、異常光のレーザ発振
光でレーザ発振した場合は、レーザ発振光を基本波とす
る第２高調波発生のための位相整合がとれず、常光のレ
ーザ発振光でレーザ発振した場合にのみ、位相整合がと
れ、高効率な第２高調波が発生できる。
添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ
3）単結晶の屈折率分散特性から、異常光のレーザ発振
光でレーザ発振した場合は、レーザ発振光を基本波とす
る第２高調波発生のための位相整合がとれず、常光のレ
ーザ発振光でレーザ発振した場合にのみ、位相整合がと
れ、高効率な第２高調波が発生できる。
【００１１】そのため、第５図の従来例では、偏光を制
御し、常光のレーザ発振光でレーザ発振させるために、
透過率に偏光依存性のあるブリュースター板４を共振器
内に挿入する方法を用いている。
御し、常光のレーザ発振光でレーザ発振させるために、
透過率に偏光依存性のあるブリュースター板４を共振器
内に挿入する方法を用いている。
【００１２】その結果、半導体レーザ１で、ネオジウム
と酸化マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎ
ｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶３を励起しゲイン媒
質として発光させると、波長１０９３ｎｍの常光のレー
ザ発振光のみが増幅されレーザ発振する。さらに温度調
整器６による温度調整により位相整合がとれば、ネオジ
ウムと酸化マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム
（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶３はレーザ発振
波の第２高調波を高効率で発生する。
と酸化マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎ
ｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶３を励起しゲイン媒
質として発光させると、波長１０９３ｎｍの常光のレー
ザ発振光のみが増幅されレーザ発振する。さらに温度調
整器６による温度調整により位相整合がとれば、ネオジ
ウムと酸化マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム
（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶３はレーザ発振
波の第２高調波を高効率で発生する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の偏光制御固体レーザでは、ブリュースター板の精
密な角度調整が必要となり、また、共振器内にブリュー
スター板を置く必要があるため、共振器の小型化に限界
があり、さらに、結晶端面に直接反射鏡を形成した結晶
のみで共振器を構成するレーザには適用不能であるとい
った問題があった。
従来の偏光制御固体レーザでは、ブリュースター板の精
密な角度調整が必要となり、また、共振器内にブリュー
スター板を置く必要があるため、共振器の小型化に限界
があり、さらに、結晶端面に直接反射鏡を形成した結晶
のみで共振器を構成するレーザには適用不能であるとい
った問題があった。
【００１４】本発明は、かかる従来例の問題点を解決す
るためになされたものであって、本発明の目的は、調整
の簡単な光学系を持った小型の偏光制御固体レーザを可
能とする技術を提供することにある。
るためになされたものであって、本発明の目的は、調整
の簡単な光学系を持った小型の偏光制御固体レーザを可
能とする技術を提供することにある。
【００１５】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明らかに
なるであろう。
特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明らかに
なるであろう。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、ゲイン媒質中におけるレーザ発振光の
空間分布の中心軸が、前記ゲイン媒質の光学軸もしくは
前記ゲイン媒質の屈折率楕円体の主軸に一致していない
光励起の固体レーザにおいて、前記ゲイン媒質中におけ
る励起レーザ光の空間分布の中心軸を、前記ゲイン媒質
中におけるレーザ発振光の１つの偏光の空間分布の中心
軸に一致させたことを特徴とする
に、本発明では、ゲイン媒質中におけるレーザ発振光の
空間分布の中心軸が、前記ゲイン媒質の光学軸もしくは
前記ゲイン媒質の屈折率楕円体の主軸に一致していない
光励起の固体レーザにおいて、前記ゲイン媒質中におけ
る励起レーザ光の空間分布の中心軸を、前記ゲイン媒質
中におけるレーザ発振光の１つの偏光の空間分布の中心
軸に一致させたことを特徴とする
【００１７】
【作用】前記手段によれば、レーザ発振させる偏光方向
と、誘導放出断面積が最大となる偏光方向の異なるゲイ
ン媒質を利用するレーザにおいて、光共振器内における
レーザ発振光の空間分布に、偏光の違いによる差を生じ
させ、かつ、レーザ発振させる偏光のみに励起レーザ光
の重なりを大きくすることができるので、光学系調整の
簡便さと、小型化と、かつ、端面に直接反射鏡を形成し
たゲイン媒質のみで共振器を形成することが実現できる
偏光制御固体レーザが可能となる。
と、誘導放出断面積が最大となる偏光方向の異なるゲイ
ン媒質を利用するレーザにおいて、光共振器内における
レーザ発振光の空間分布に、偏光の違いによる差を生じ
させ、かつ、レーザ発振させる偏光のみに励起レーザ光
の重なりを大きくすることができるので、光学系調整の
簡便さと、小型化と、かつ、端面に直接反射鏡を形成し
たゲイン媒質のみで共振器を形成することが実現できる
偏光制御固体レーザが可能となる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１９】
【実施例１】第１図は本発明の実施例１である偏光制御
固体レーザの概略構成を示すブロック図である。
固体レーザの概略構成を示すブロック図である。
【００２０】第１図において、１０２は図に示したよう
な共振器の中心軸に対して所定の角度で傾斜させた結晶
軸を持ち、両端を光学研磨した、ネオジウムと酸化マグ
ネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：
ＬｉＮｂＯ3）単結晶であり、その片端は平面研磨であ
り、もう片端は結晶長より若干長い曲率半径を持つ球面
に研磨してある。
な共振器の中心軸に対して所定の角度で傾斜させた結晶
軸を持ち、両端を光学研磨した、ネオジウムと酸化マグ
ネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：
ＬｉＮｂＯ3）単結晶であり、その片端は平面研磨であ
り、もう片端は結晶長より若干長い曲率半径を持つ球面
に研磨してある。
【００２１】１０３，１０４は励起レーザ光（波長８０
９ｎｍ）を透過し、レーザ発振光（波長１０９３ｎｍ）
を反射するダイクロイック・ミラーである。
９ｎｍ）を透過し、レーザ発振光（波長１０９３ｎｍ）
を反射するダイクロイック・ミラーである。
【００２２】ダイクロイック・ミラー１０３，１０４
は、蒸着等により形成される。
は、蒸着等により形成される。
【００２３】前記の単結晶１０２と、ダイクロイック・
ミラー１０３，１０４とは一体となって光学共振器を構
成する。さらに、１０１は発振波長８１３ｎｍの半導体
レーザであり、１０５は励起レーザ光である。
ミラー１０３，１０４とは一体となって光学共振器を構
成する。さらに、１０１は発振波長８１３ｎｍの半導体
レーザであり、１０５は励起レーザ光である。
【００２４】１０６は常光のレーザ発振光の空間分布を
示し、１０７は異常光のレーザ発振光の空間分布を示
す。
示し、１０７は異常光のレーザ発振光の空間分布を示
す。
【００２５】次に、本実施例１の偏光制御固体レーザの
動作を説明する。
動作を説明する。
【００２６】第１図において、半導体レーザ１０１の片
端面からの出射光はダイクロイック・ミラー１０３を透
過し、ネオジウムと酸化マグネシウムを添加したニオブ
酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶１０
２に吸収される。
端面からの出射光はダイクロイック・ミラー１０３を透
過し、ネオジウムと酸化マグネシウムを添加したニオブ
酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶１０
２に吸収される。
【００２７】励起された単結晶１０２からのレーザ発振
光が、共振器内の定在波モードを誘起し、レーザ発振に
至る。そこで共振器内に誘起される定在波モードの偏光
について考察する。
光が、共振器内の定在波モードを誘起し、レーザ発振に
至る。そこで共振器内に誘起される定在波モードの偏光
について考察する。
【００２８】ネオジウムと酸化マグネシウムを添加した
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶の誘導放出断面積は、複数の波長に対応して複数の値
を持つが、レーザ発振するのは最もしきい値の低い波長
である。
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶の誘導放出断面積は、複数の波長に対応して複数の値
を持つが、レーザ発振するのは最もしきい値の低い波長
である。
【００２９】レーザのしきい値Ｐｔｈは、下記の数式１
で表される。
で表される。
【００３０】
【数１】Ｐth∝１／（η・Ｊ） η：誘導放出断面積 Ｊ＝∫cavity ｒ（ｘ，ｙ，ｚ）ｓ（ｘ，ｙ，ｚ）ｄｖ ｒ（ｘ，ｙ，ｚ）：励起イオン数分布 ｓ（ｘ，ｙ，ｚ）：発振光子数分布 Ｊ：共振器内での励起イオン数分布と発振光子数分布の
積の体積積分。以降、重なり積分と記述する。
積の体積積分。以降、重なり積分と記述する。
【００３１】ここで異常光のレーザ発振光で誘導放出断
面積（η）が、最大になる波長は１．０８４μｍで、η
＝１．８×Ｅー１９ｃｍ2（Ｅー１９は、１０のー１９
乗を示す）であり、常光のレーザ発振光で誘導放出断面
積（η）が、最大になる波長は１．０９３μｍで、η＝
０．６×Ｅー１９ｃｍ2（Ｅー１９は、１０のー１９乗
を示す）である。（T. Y. Fan et al,“Nd:MgO:LiNbO3
spectroscopy and laser devices", J. Opt. Soc. Am.
B, vol.3(1), P140(1986)）。
面積（η）が、最大になる波長は１．０８４μｍで、η
＝１．８×Ｅー１９ｃｍ2（Ｅー１９は、１０のー１９
乗を示す）であり、常光のレーザ発振光で誘導放出断面
積（η）が、最大になる波長は１．０９３μｍで、η＝
０．６×Ｅー１９ｃｍ2（Ｅー１９は、１０のー１９乗
を示す）である。（T. Y. Fan et al,“Nd:MgO:LiNbO3
spectroscopy and laser devices", J. Opt. Soc. Am.
B, vol.3(1), P140(1986)）。
【００３２】本実施例１では、誘導放出断面積（η）の
最大値が異常光のレーザ発振光より小さい常光のレーザ
発振光で発振させるために、常光のレーザ発振光の発振
モードに対する重なり積分（Ｊ）が、異常光のレーザ発
振光に対する重なり積分（Ｊ）より十分大きくなるよう
に、励起レーザ光を集光する。
最大値が異常光のレーザ発振光より小さい常光のレーザ
発振光で発振させるために、常光のレーザ発振光の発振
モードに対する重なり積分（Ｊ）が、異常光のレーザ発
振光に対する重なり積分（Ｊ）より十分大きくなるよう
に、励起レーザ光を集光する。
【００３３】そのために、図１の実施例１では、（１）
励起レーザ光１０５の偏光を、ゲイン媒質内で常光にな
るように調整し、（２）励起レーザ光１０５の中心軸
を、常光のレーザ発振光１０６の中心軸にあわせてい
る。
励起レーザ光１０５の偏光を、ゲイン媒質内で常光にな
るように調整し、（２）励起レーザ光１０５の中心軸
を、常光のレーザ発振光１０６の中心軸にあわせてい
る。
【００３４】例えば、球面鏡の曲率３．６５ｍｍ、共振
器長３．０２ｍｍ、共振器の中心軸のＣ軸からの角度７
０．８°のとき、平面端面でのレーザ発振光の基本モー
ドのビーム径は１５μｍであり、常光のレーザ発振光１
０６と異常光のレーザ発振光１０７の中心軸は６７μｍ
離れるので、前記のように励起レーザ光を集光すれば、
常光のレーザ発振光１０６のしきい値を異常光のレーザ
発振光１０７のしきい値より小さくすることができる。
したがって、常光のレーザ発振光で発振させることが可
能となる。
器長３．０２ｍｍ、共振器の中心軸のＣ軸からの角度７
０．８°のとき、平面端面でのレーザ発振光の基本モー
ドのビーム径は１５μｍであり、常光のレーザ発振光１
０６と異常光のレーザ発振光１０７の中心軸は６７μｍ
離れるので、前記のように励起レーザ光を集光すれば、
常光のレーザ発振光１０６のしきい値を異常光のレーザ
発振光１０７のしきい値より小さくすることができる。
したがって、常光のレーザ発振光で発振させることが可
能となる。
【００３５】以上のように、本実施例１では、小型化可
能な方法で常光のレーザ発振光での発振が可能となり、
従来例におけるブリュースター板が不要となり、そのた
めの角度調整も不要となる。
能な方法で常光のレーザ発振光での発振が可能となり、
従来例におけるブリュースター板が不要となり、そのた
めの角度調整も不要となる。
【００３６】
【実施例２】第２図は、本発明の実施例２である第２高
調波を発生する偏光制御固体レーザの概略構成を示すブ
ロック図である。
調波を発生する偏光制御固体レーザの概略構成を示すブ
ロック図である。
【００３７】図２において、２０２は片端を平面研磨
し、他端を球面研磨した、ネオジウムと酸化マグネシウ
ムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮ
ｂＯ3）単結晶である。
し、他端を球面研磨した、ネオジウムと酸化マグネシウ
ムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮ
ｂＯ3）単結晶である。
【００３８】２０３と２０４はレーザ発振光（波長１０
９３ｎｍ）を反射し、励起レーザ光波長と第２高調波２
０８（波長５４６．５ｎｍ）を透過する、ダイクロイッ
ク・ミラーである。
９３ｎｍ）を反射し、励起レーザ光波長と第２高調波２
０８（波長５４６．５ｎｍ）を透過する、ダイクロイッ
ク・ミラーである。
【００３９】ダイクロイック・ミラー２０３，２０４
は、蒸着等により形成される。
は、蒸着等により形成される。
【００４０】２０１は励起レーザ光２０５（波長８０９
ｎｍ）を出射する半導体レーザである。
ｎｍ）を出射する半導体レーザである。
【００４１】２０６は常光のレーザ発振光の空間分布を
示し、２０７は異常光のレーザ発振光の空間分布を示
す。さらに２０８はレーザ発振光の第２高調波（波長５
４６．５ｎｍ）である。
示し、２０７は異常光のレーザ発振光の空間分布を示
す。さらに２０８はレーザ発振光の第２高調波（波長５
４６．５ｎｍ）である。
【００４２】ネオジウムと酸化マグネシウムを添加した
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶では、常光のレーザ発振光の時にのみ高効率な第２高
調波の発生が可能である。
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶では、常光のレーザ発振光の時にのみ高効率な第２高
調波の発生が可能である。
【００４３】本実施例２では、常光のレーザ発振光で発
振が可能であり、高効率な第２高調波を発生させること
ができる。
振が可能であり、高効率な第２高調波を発生させること
ができる。
【００４４】
【実施例３】図３は、本発明の実施例３である独立した
ミラーとゲイン媒質とを有する偏光制御固体レーザの概
略構成を示すブロック図である。
ミラーとゲイン媒質とを有する偏光制御固体レーザの概
略構成を示すブロック図である。
【００４５】図３において、３０３は図に示したような
結晶軸を持ち、両端を平面研磨した、ネオジウムと酸化
マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：Ｍｇ
Ｏ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶である。
結晶軸を持ち、両端を平面研磨した、ネオジウムと酸化
マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎｄ：Ｍｇ
Ｏ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶である。
【００４６】３０２は励起レーザ光（波長８０９ｎｍ）
を透過し、レーザ発振光（波長１０９３ｎｍ）を反射す
る平面のダイクロイック・ミラーであり、３０４は３０
２と同様な反射、透過特性を持つ凹面のダイクロイック
・ミラーである。
を透過し、レーザ発振光（波長１０９３ｎｍ）を反射す
る平面のダイクロイック・ミラーであり、３０４は３０
２と同様な反射、透過特性を持つ凹面のダイクロイック
・ミラーである。
【００４７】前記単結晶３０３と、ダイクロイック・ミ
ラー３０２，３０４とは一体となって光学共振器を構成
する。さらに、３０１は発振波長８１３ｎｍの半導体レ
ーザであり、３０５は励起レーザ光である。
ラー３０２，３０４とは一体となって光学共振器を構成
する。さらに、３０１は発振波長８１３ｎｍの半導体レ
ーザであり、３０５は励起レーザ光である。
【００４８】３０６は常光のレーザ発振光の空間分布を
示し、３０７は異常光のレーザ発振光の空間分布を示
す。
示し、３０７は異常光のレーザ発振光の空間分布を示
す。
【００４９】図３のレーザにおいても、図１と同様な効
果がある。
果がある。
【００５０】
【実施例４】図４は、本発明の実施例４であるリング共
振器を持ち、和周波レーザ光を発生する偏光制御固体レ
ーザの概略構成を示すブロック図である。
振器を持ち、和周波レーザ光を発生する偏光制御固体レ
ーザの概略構成を示すブロック図である。
【００５１】図４において、４０１は図に示したような
結晶軸を持ち、３箇所の端面を光学研磨した、ネオジウ
ムと酸化マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎ
ｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶である。
結晶軸を持ち、３箇所の端面を光学研磨した、ネオジウ
ムと酸化マグネシウムを添加したニオブ酸リチウム（Ｎ
ｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結晶である。
【００５２】単結晶４０１は、その一端を平面研磨して
ありレーザ発振光を全反射し、残りの二端は球面に研磨
してあり、片端には、レーザ発振光（波長１０９３ｎ
ｍ）を反射し、励起レーザ光（波長８０９ｎｍ）を透過
するダイクロイックミラー４０３が形成され、もう一端
には４０３の機能を有し、さらに和周波レーザ光（波長
５９０ｎｍ）透過するダイクロイックミラー４０４が形
成されている。
ありレーザ発振光を全反射し、残りの二端は球面に研磨
してあり、片端には、レーザ発振光（波長１０９３ｎ
ｍ）を反射し、励起レーザ光（波長８０９ｎｍ）を透過
するダイクロイックミラー４０３が形成され、もう一端
には４０３の機能を有し、さらに和周波レーザ光（波長
５９０ｎｍ）透過するダイクロイックミラー４０４が形
成されている。
【００５３】ダイクロイックミラー４０３，４０４は、
蒸着等の方法により形成される。
蒸着等の方法により形成される。
【００５４】前記の単結晶４０１と、ダイクロイックミ
ラー４０３，４０４とは一体となって光学共振器を構成
する。
ラー４０３，４０４とは一体となって光学共振器を構成
する。
【００５５】また、４０２は信号レーザ光（波長１．３
μm）を反射し、励起レーザ光（波長８０９ｎｍ）を透
過するダイクロイックミラーである。
μm）を反射し、励起レーザ光（波長８０９ｎｍ）を透
過するダイクロイックミラーである。
【００５６】４０６は信号レーザ光、４０５は励起レー
ザ光であり、ダイクロイックミラー４０２によって合波
される。４０７は常光のレーザ発振光の光路を示し、４
０８は異常光の発振光の光路を示す。
ザ光であり、ダイクロイックミラー４０２によって合波
される。４０７は常光のレーザ発振光の光路を示し、４
０８は異常光の発振光の光路を示す。
【００５７】ネオジウムと酸化マグネシウムを添加した
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶に入射する信号レーザ光４０６（常光）は、共振器内
のレーザ光４０７（常光）と共に２次の非線形光学効果
を生じ、和周波レーザ光４０９（異常光）を発生する。
ニオブ酸リチウム（Ｎｄ：ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3）単結
晶に入射する信号レーザ光４０６（常光）は、共振器内
のレーザ光４０７（常光）と共に２次の非線形光学効果
を生じ、和周波レーザ光４０９（異常光）を発生する。
【００５８】図４のレーザにおいても、前記の例と同様
に、励起光の光路を調整することで、常光のレーザ光発
振を行わせることができる。
に、励起光の光路を調整することで、常光のレーザ光発
振を行わせることができる。
【００５９】以上説明したように、本実施例によれば、
レーザ発振させる偏光方向と、誘導放出断面積が最大と
なる偏光方向の異なるゲイン媒質を利用するレーザにお
いて、光共振器内におけるレーザ発振光の空間分布に、
偏光の違いによる差を生じさせ、かつ、レーザ発振させ
る偏光のみに励起レーザ光の重なりを大きくすることが
できるので、光学系調整の簡便さと、小型化と、かつ、
端面に直接反射鏡を形成したゲイン媒質のみで共振器を
形成することが実現できる偏光制御固体レーザが可能と
なる。
レーザ発振させる偏光方向と、誘導放出断面積が最大と
なる偏光方向の異なるゲイン媒質を利用するレーザにお
いて、光共振器内におけるレーザ発振光の空間分布に、
偏光の違いによる差を生じさせ、かつ、レーザ発振させ
る偏光のみに励起レーザ光の重なりを大きくすることが
できるので、光学系調整の簡便さと、小型化と、かつ、
端面に直接反射鏡を形成したゲイン媒質のみで共振器を
形成することが実現できる偏光制御固体レーザが可能と
なる。
【００６０】なお、ゲイン媒質として、ネオジウムのみ
を添加したニオブ酸リチウム、ネオジウムと酸化亜鉛
（ＺｎＯ）を添加したニオブ酸リチウム、ネオジウムと
酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）を添加したニオブ酸リチ
ウム、エルビウムを添加したニオブ酸リチウム、ツリウ
ムを添加したニオブ酸リチウム、ネオジウム・イットリ
ウム・アルミニウム・ボラレート（ＮｄxＹ1-xＡｌ
3（ＢＯ3）4：ＮＹＡＢ）などを用いた波長変換レーザ
にも本発明が適用可能である。
を添加したニオブ酸リチウム、ネオジウムと酸化亜鉛
（ＺｎＯ）を添加したニオブ酸リチウム、ネオジウムと
酸化スカンジウム（Ｓｃ2Ｏ3）を添加したニオブ酸リチ
ウム、エルビウムを添加したニオブ酸リチウム、ツリウ
ムを添加したニオブ酸リチウム、ネオジウム・イットリ
ウム・アルミニウム・ボラレート（ＮｄxＹ1-xＡｌ
3（ＢＯ3）4：ＮＹＡＢ）などを用いた波長変換レーザ
にも本発明が適用可能である。
【００６１】偏光制御を必要とする２次の非線形光学効
果として、第２高調波発生や和周波発生に限らず、パラ
メトリック変換を利用する場合でも、本発明が適用可能
である。
果として、第２高調波発生や和周波発生に限らず、パラ
メトリック変換を利用する場合でも、本発明が適用可能
である。
【００６２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ発振させる偏光方向と、誘導放出断面積が最大と
なる偏光方向の異なるゲイン媒質を利用するレーザにお
いて、光共振器内におけるレーザ発振光の空間分布に、
偏光の違いによる差を生じさせ、かつ、レーザ発振させ
る偏光のみに励起レーザ光の重なりを大きくすることが
できるので、光学系調整の簡便さと、小型化と、かつ、
端面に直接反射鏡を形成したゲイン媒質のみで共振器を
形成することが実現できる偏光制御固体レーザが可能と
なる。
レーザ発振させる偏光方向と、誘導放出断面積が最大と
なる偏光方向の異なるゲイン媒質を利用するレーザにお
いて、光共振器内におけるレーザ発振光の空間分布に、
偏光の違いによる差を生じさせ、かつ、レーザ発振させ
る偏光のみに励起レーザ光の重なりを大きくすることが
できるので、光学系調整の簡便さと、小型化と、かつ、
端面に直接反射鏡を形成したゲイン媒質のみで共振器を
形成することが実現できる偏光制御固体レーザが可能と
なる。
【図１】本発明の一実施例である偏光制御固体レーザの
概略構成を示すブロック図である。
概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例である第２高調波を発生する
偏光制御固体レーザの概略構成を示すブロック図であ
る。
偏光制御固体レーザの概略構成を示すブロック図であ
る。
【図３】本発明の一実施例である独立したミラーとゲイ
ン媒質を有する偏光制御固体レーザの概略構成を示すブ
ロック図である。
ン媒質を有する偏光制御固体レーザの概略構成を示すブ
ロック図である。
【図４】本発明の一実施例であるリング共振器を持ち、
和周波レーザ光を発生する偏光制御固体レーザの概略構
成を示すブロック図である。
和周波レーザ光を発生する偏光制御固体レーザの概略構
成を示すブロック図である。
【図５】従来のブリュースター板を利用した偏光制御固
体レーザの概略構成を示すブロック図である。
体レーザの概略構成を示すブロック図である。
１０１，２０１，３０１，１…半導体レーザ、１０３，
１０４，２０３，２０４，３０２，３０４，４０３，４
０４，２，５…ダイクロイック・ミラー、１０２，２０
２，３０３，４０１，３…単結晶、４０２…合波用ダイ
クロイックミラー、４…ブリュースター板、６…温度調
整器、１０５，２０５，３０５，４０５，７…励起レー
ザ光、１０６，２０６，３０６，４０７，８…常光のレ
ーザ発振光、１０７，２０７，３０７，４０８…異常光
のレーザ発振光、２０８，９…第２高調波、４０６…信
号レーザ光、４０９…和周波レーザ光。
１０４，２０３，２０４，３０２，３０４，４０３，４
０４，２，５…ダイクロイック・ミラー、１０２，２０
２，３０３，４０１，３…単結晶、４０２…合波用ダイ
クロイックミラー、４…ブリュースター板、６…温度調
整器、１０５，２０５，３０５，４０５，７…励起レー
ザ光、１０６，２０６，３０６，４０７，８…常光のレ
ーザ発振光、１０７，２０７，３０７，４０８…異常光
のレーザ発振光、２０８，９…第２高調波、４０６…信
号レーザ光、４０９…和周波レーザ光。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/108 8934−4Ｍ 3/109 8934−4Ｍ 3/16 8934−4Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】 ゲイン媒質中におけるレーザ発振光の空
間分布の中心軸が、前記ゲイン媒質の光学軸もしくは前
記ゲイン媒質の屈折率楕円体の主軸に一致していない光
励起の固体レーザにおいて、前記ゲイン媒質中における
励起レーザ光の空間分布の中心軸を、前記ゲイン媒質中
におけるレーザ発振光の１つの偏光の空間分布の中心軸
に一致させたことを特徴とする偏光制御固体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17903993A JPH0736073A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 偏光制御固体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17903993A JPH0736073A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 偏光制御固体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0736073A true JPH0736073A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16059052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17903993A Pending JPH0736073A (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 偏光制御固体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736073A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1293683C (zh) * | 2003-12-04 | 2007-01-03 | 山东大学 | 一种硼酸铋非共线倍频晶体器件 |
| CN101932187A (zh) * | 2010-08-10 | 2010-12-29 | 北京工业大学 | 激光二次激发产生准同步高次谐波或x-射线辐射的方法 |
| JP2017156689A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社東芝 | 共振器および量子計算機 |
| CN112993727A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-18 | 长春理工大学 | 一种基于多周期Nd:MgO:PPLN伺服匹配控制中红外差分双波长激光器 |
-
1993
- 1993-07-20 JP JP17903993A patent/JPH0736073A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1293683C (zh) * | 2003-12-04 | 2007-01-03 | 山东大学 | 一种硼酸铋非共线倍频晶体器件 |
| CN101932187A (zh) * | 2010-08-10 | 2010-12-29 | 北京工业大学 | 激光二次激发产生准同步高次谐波或x-射线辐射的方法 |
| JP2017156689A (ja) * | 2016-03-04 | 2017-09-07 | 株式会社東芝 | 共振器および量子計算機 |
| CN112993727A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-18 | 长春理工大学 | 一种基于多周期Nd:MgO:PPLN伺服匹配控制中红外差分双波长激光器 |
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