JPH0743759A - 高調波発生装置 - Google Patents

高調波発生装置

Info

Publication number
JPH0743759A
JPH0743759A JP20840193A JP20840193A JPH0743759A JP H0743759 A JPH0743759 A JP H0743759A JP 20840193 A JP20840193 A JP 20840193A JP 20840193 A JP20840193 A JP 20840193A JP H0743759 A JPH0743759 A JP H0743759A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
harmonic
holding member
temperature
fundamental wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20840193A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasushi Nonaka
寧 野中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP20840193A priority Critical patent/JPH0743759A/ja
Publication of JPH0743759A publication Critical patent/JPH0743759A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】外部衝撃による非線形光学材料の損傷を防止
し、非線形光学材料の精密温度制御を可能にし、非線形
光学効果の変動を抑制する。 【構成】KN共振器は凹部を有した保持部材8に埋設さ
れており、熱伝導性の良好な接着剤もしくは溶融温度1
20℃程度の低融点半田で固定されている。保持部材8
はKN共振器用ペルチェ素子上に載置固定されており、
半導体レーザ1の光軸上に位置調整され基板5に固定し
てある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ等のレー
ザ光源からの基本波を非線形光学材料によって高調波へ
変換する高調波発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体レーザ等のレーザ光源から
出射される基本波を、非線形光学材料に通して、第2高
調波や第3高調波等を得る高調波発生装置が種々提案さ
れている。従来の非線形光学材料を用いた高調波発生装
置の一例として、半導体レーザを用いた第2高調波発生
装置を図3に示す。
【0003】この第2高調波発生装置は、波長860n
mのレーザ光を発する半導体レーザ(以下、LDとす
る)1を用いており、非線形光学材料4としてKNbO
3 結晶のモノリシック型リング共振器(以下、KN共振
器とする)を用いている。KN共振器は、KN共振器用
温度制御素子6であるペルチェ素子上に直接載置され、
同ペルチェ素子6上の温度センサー7であるサーミスタ
を用いて温度制御される。
【0004】LD1用ペルチェ素子6で温度制御された
LD1から発せられた基本波11は、コリメートレンズ
2で平行光となり、モードマッチングレンズ3を通過し
てKN共振器に入射する。その基本波がKN共振器内を
特定の方向に通過するとき、基本波の一部が波長430
nmの第2高調波10に変換され、KN共振器から出射
する。
【0005】この時、KN共振器内で発生する微量な逆
回りの基本波の散乱光をLD1に戻すことにより、共振
周波数にLD発振周波数をロックさせる光帰還制御法が
行われている。これにより高調波出力の安定化がはから
れている。このような構成により、基本波を効率よく第
2高調波に変換する第2高調波発生装置が実現してい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】KNbO3 結晶を用い
たモノリシック型のKN共振器は、衝撃によりツインを
生じ使用不能となりやすい。そのため、従来の第2高調
波発生装置では、光軸調整時などのKN共振器取扱い時
には、衝撃を与えないよう細心の注意を払わなければな
らず、またその固定にも困難を要した。
【0007】一方、この第2高調波発生装置ではKN共
振器の精密温度制御が重要である。光帰還制御法では、
共振周波数にLDの周波数をロックさせているが、KN
共振器は屈折率に温度依存性があるため、KN共振器の
温度変化は即共振周波数の変化に現れる。そのため、K
N共振器の精密温度制御は非常に重要であり、0.01
℃レベルの精密温度制御により基本波の共振条件や高調
波発生の位相整合条件を維持し続け、高調波出力の変動
を抑制しなければならない。
【0008】しかしながら前記従来の装置では、雰囲気
温度変化1℃あたり共振周波数が400MHz変動し、
雰囲気温度±1℃でも1時間ほどで高調波出力が減少も
しくは停止してしまうという問題があった。
【0009】この原因として、装置の設置されている雰
囲気の温度が変化することで、KN共振器用ペルチェ素
子上のKN共振器の温度と、温度制御用サーミスタの温
度に差が生じてしまい、KN共振器の温度を一定に保て
ないことが考えられた。このため、KN共振器の取扱い
を容易にし、温度制御もさらに精密に行うことができる
KN共振器固定構造を有する高調波発生装置が望まれ
た。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、基本波発生用のレー
ザ光源と、基本波を高調波へ変換する非線形光学材料を
含みかつ基本波を共振させる共振器とを備えてなる高調
波発生装置において、前記非線形光学材料を良熱伝導性
の材料からなる保持部材の凹部に光学面以外の部分を埋
設し、前記保持部材に温度センサーと温度制御素子を設
けたことを特徴とする高調波発生装置を提供するもので
ある。
【0011】本発明の好ましい態様として、前記保持部
材の温度制御素子と接触しない面を断熱性材料により覆
ったことを特徴とする。
【0012】本発明の熱伝導性の良好な材料からなる保
持部材としては、銅やアルミ製のものが好ましく用いら
れる。また、本発明のKN共振器等の非線形光学材料の
保持部材の凹部への埋設固定には、熱伝導性接着剤或い
は低融点半田等が好ましく用いられる。本発明の温度制
御素子にはペルチェ素子が、温度センサーにはサーミス
タが好ましく用いられる。
【0013】前記非線形光学材料は、基本波が入射する
面と高調波が出射する面、すなわち光学面は保持部材に
完全に埋設しない。少なくとも、基本波の入射部と高調
波の出射部は外部に露出させておく必要がある。また、
非線形光学材料としては、KNbO3 、LiNbO3
KTiOPO4 、KH2 PO4 、β−BaB24 等の
非線形光学結晶、その他有機非線形光学材料等が好まし
く使用できる。
【0014】前記共振器としては、非線形光学材料内部
で基本波を共振させるモノリシック型共振器、あるいは
複数の共振器用ミラー間の基本波の光軸上に非線形光学
材料を配置したディスクリート型共振器のいずれでもよ
いが、モノリシック型の方が保持部材への固定のしやす
さ、小型化、基本波損失、光軸調整作業等の容易さなど
の点で好ましい。
【0015】基本波の光源としては、LD、YAGレー
ザ、YLFレーザ等の固体レーザ、Arレーザ等のガス
レーザ、その他各種の固体、液体、ガスレーザが使用で
きるが、小型、低コスト、出力の安定性等の点でLDが
好ましく使用できる。
【0016】また、本発明は第2高調波発生装置ばかり
でなく、より高次の高調波発生装置にも適用可能であ
る。
【0017】
【作用】本発明の高調波発生装置は、まずKN共振器等
の非線形光学材料を保持部材に埋設固定し、保持部材ご
と取り扱うことにより、外部からの直接的衝撃から保護
する効果を持ち、光軸調整などで問題となっていたKN
共振器の取扱いの困難さを軽減することができる。
【0018】また、非線形光学材料を熱伝導性の良好な
材料で作成された保持部材ごと温度制御することによ
り、保持部材が均熱化されてモジュールの雰囲気温度の
変化の影響を受けにくくなり、KN共振器の設定温度の
保持能力が向上する。さらに、保持部材を断熱性の良好
な材料で覆うことにより、保持部材自体も雰囲気温度変
化の影響が少なくなり、均熱化が促進され、KN共振器
の設定温度保持能力を高める。
【0019】また、温度センサーを保持部材の非線形光
学材料用凹部に近接して設けた穴に挿入して設置するこ
とにより、温度センサーに対する雰囲気温度変化の直接
の影響を防ぐことができ、また温度センサーのリード線
からの熱伝導による制御温度のずれを軽減する効果も有
し、設定温度の保持性能をさらに高められる。
【0020】
【実施例】本発明の実施例を図1、2示し、以下に詳し
く説明する。図1には本発明を第2高調波発生装置に適
用した一実施例が示されている。なお、本発明は第2高
調波発生装置に限定されるものではなく、非線形光学材
料を用いたより高次の高調波発生装置にも適用できる。
【0021】図1の温度制御素子6には、小型で効率よ
く精密に温度制御できるペルチェ素子を、温度センサー
7にはサーミスタを用いている。この第2高調波発生装
置は、基板5上にレーザ光源としてLD1を、LD1の
温度制御素子6であるLD1用ペルチェ素子を付帯して
固定してあり、コリメートレンズ2、モードマッチング
レンズ3、非線形光学材料4が順次光軸上に配列固定さ
れている。
【0022】本発明の非線形光学材料4からなる共振器
は、その形態(3角リング型共振器、V字型共振器、8
の字リング型共振器、往復型共振器等)は特に限定され
ず、有効な非線形光学効果を発現するものであればよ
い。
【0023】図1の実施例では、非線形光学結晶である
KNbO3 結晶のモノリシック型3角リング共振器が用
いられている。基本波の入射側に位置する一方のモノリ
シック型共振器端面は球面状に形成されており、基本波
を92%反射する反射膜が蒸着されて球面ミラーとされ
ている。第2高調波の出射側に位置する共振器の端面
は、同じく球面状に形成されており、基本波を99%以
上反射する膜が蒸着され、第2高調波を90%以上透過
する反射膜が蒸着された球面ミラーとされている。
【0024】この入射面と出射面をその両端にそれぞれ
となりあって持つ全反射面との3面でモノリシックリン
グ共振器を形成している。特にこのKN共振器の場合、
0.01℃レベルで精密温度制御される。
【0025】本例のKN共振器は、凹部を有した保持部
材8に埋設されており、熱伝導性の良好な接着剤、もし
くは溶融温度120℃程度の低融点半田で固定されてい
る。そしてその保持部材8は、KN共振器用ペルチェ素
子上に載置固定されており、LD1の光軸上に位置調整
されて基板5に固定してある。
【0026】本発明の基板5は剛性に優れたものであ
り、LD、レンズ、共振器等の光学系を固定できるもの
であり、特に本例ではLD1およびKN共振器用のペル
チェ素子の非温度制御面とは直接には熱的接触をしない
構造となっている。それぞれのペルチェ素子の非温度制
御面には、基板の材質とは異なる熱伝導性の良い金属ブ
ロックを接着させ、基板5にはめ込んだ構造にして固定
部との熱的分離を図っている。さらに基板5材料に低熱
膨張金属を用いることにより、基板5の熱膨張による光
軸距離変化を軽減している。
【0027】本例のLD1は、この実施例では波長86
0nm、単一縦、単一横モードで、非点収差の少ない基
本波を出射するものが用いられている。また、基本波の
出射端面および出射面に対向する面はそれぞれ5%、9
0%の反射防止膜が真空蒸着法により施されている。L
D1の形状は、缶パッケージタイプ或いはチップタイプ
が用いられ、チップタイプのほうがより精密な温度制御
が可能である。
【0028】LD1用ペルチェ素子は、LD1のホルダ
ー底面とほぼ同等の面積の接触面を有するものが好まし
く、これはLD1をホルダーと共に均熱化して精密温度
制御するためである。また、LD用ペルチェ素子制御用
サーミスタは、LD1の発光点にできるだけ近い位置に
設置されるのが好ましい。
【0029】LD1から出射される基本波8は、基板5
上に固定されたコリメートレンズ2で平行なビームとさ
れる。その平行ビームは、基板5上に固定されたモード
マッチングレンズ3で絞られ、モノリシック型リング共
振器内の共振モードと入射ビームとを整合している。
【0030】さらにこの例では、KN共振器内で発生す
る微量な逆回りの基本波光をLD1に戻すことにより、
共振周波数にLD発振周波数をロックさせる光帰還制御
法を用いている。これにより高調波出力の安定化がはか
られている。この装置により第2高調波発生を行ったと
ころ、光帰還周波数ロック時の共振周波数変動は、雰囲
気温度変化1℃あたり50MHzに抑制できており、こ
れは即ち図3示した従来の第2高調波発生装置と比較し
て、KN共振器の温度制御の精密性が約8倍に向上した
ものである。
【0031】これらの構成から、本発明の第2高調波発
生装置は、KN共振器の光軸調整時におけるKN共振器
破損はほとんどなくなり、雰囲気温度±4℃において、
高調波出力は10mW以上で出力変動も約±5%以内に
抑えられ、連続10時間以上の安定出力が得られた。
【0032】図2は、図1の第2高調波発生装置におい
て、保持部材を断熱性を持つ樹脂9等で覆う形で基板5
に保持固定したものである。さらにKN共振器温度制御
用サーミスタを、保持部材8に設けた所定の深さの穴に
挿入して固定したものである。KN共振器の精密温度制
御性がより向上し、光帰還周波数ロック時の共振周波数
変動は、雰囲気温度変化1℃あたり30MHzに抑制で
きた。これにより、雰囲気温度±5℃において、高調波
出力は10mW以上で出力変動も約±5%以内に抑えら
れ、連続10時間以上の安定出力が得られた。
【0033】
【発明の効果】本発明の高調波発生装置は、保持部材に
非線形光学材料を埋設して固定するため、光軸調整等の
作業時に衝撃を受けることによる非線形光学材料損傷の
発生率が減少する。また、保持部材ごと温度制御するこ
とにより、非線形光学材料の精密温度制御を可能にし非
線形光学効果の変動を抑制する。
【0034】特に、保持部材を断熱材で覆うことにより
保持部材の均熱化を促進し、雰囲気温度変化に対する精
密温度制御性を向上させる。さらに、温度制御用センサ
ーを保持部材に設けた穴に挿入して固定することによ
り、温度制御性が向上し精密温度性御性をより向上させ
ることが可能である。
【0035】そしてこれらの効果は、高調波発生装置の
使用温度許容幅を拡大するという効果も導く。本発明の
高調波発生装置は、その形態を高調波発生モジュールと
した場合、光ディスクや光磁気ディスク等の光記録媒体
の光情報記録検出用光源として、実用的な光記録媒体の
情報読み取り装置が実現可能である。本発明は、この
外、本発明の効果を損しない範囲で種々の応用が可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高調波発生装置の一実施例を示す斜視
図である。
【図2】本発明の高調波発生装置の他の実施例を示す斜
視図である。
【図3】従来の高調波発生装置の一例を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1:半導体レーザ(LD) 2:コリメートレンズ 3:モードマッチングレンズ 4:非線形光学材料 5:基板 6:温度制御素子 7:温度センサー 8:保持部材 9:断熱材 10:高調波 11:基本波 12:レンズホルダー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基本波発生用のレーザ光源と、基本波を高
    調波へ変換する非線形光学材料を含みかつ基本波を共振
    させる共振器とを備えてなる高調波発生装置において、
    前記非線形光学材料を良熱伝導性の材料からなる保持部
    材の凹部に光学面以外の部分を埋設し、前記保持部材に
    温度センサーと温度制御素子を設けたことを特徴とする
    高調波発生装置。
  2. 【請求項2】前記保持部材の温度制御素子と接触しない
    面を断熱性材料により覆った請求項1記載の高調波発生
    装置。
JP20840193A 1993-07-30 1993-07-30 高調波発生装置 Pending JPH0743759A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20840193A JPH0743759A (ja) 1993-07-30 1993-07-30 高調波発生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20840193A JPH0743759A (ja) 1993-07-30 1993-07-30 高調波発生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0743759A true JPH0743759A (ja) 1995-02-14

Family

ID=16555647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20840193A Pending JPH0743759A (ja) 1993-07-30 1993-07-30 高調波発生装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0743759A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005111710A1 (en) * 2004-05-14 2005-11-24 Stratophase Ltd Apparatus for heating a flat plate crystal for a laser
WO2009116134A1 (ja) 2008-03-18 2009-09-24 三菱電機株式会社 レーザ光源モジュール

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005111710A1 (en) * 2004-05-14 2005-11-24 Stratophase Ltd Apparatus for heating a flat plate crystal for a laser
WO2009116134A1 (ja) 2008-03-18 2009-09-24 三菱電機株式会社 レーザ光源モジュール
US8265111B2 (en) 2008-03-18 2012-09-11 Mitsubishi Electric Corporation Laser light source module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2682881B2 (ja) 突き合わせ連結された単横モード励起レーザ
US5187714A (en) Laser-diode-pumped solid-state laser
EP1691458B1 (en) External resonator type semiconductor laser
JP3398967B2 (ja) レーザ光発生装置
EP0814546B1 (en) Wavelength-conversion laser
JP3221586B2 (ja) 光波長変換装置
JPH0743759A (ja) 高調波発生装置
KR100274416B1 (ko) 레이저광빔 발생장치
JP3966958B2 (ja) 固体レーザー
JPH06152014A (ja) レーザ光発生装置
JP3023725B2 (ja) 高調波発生装置
JP3707920B2 (ja) 光学部材の固定構造
JPH06308557A (ja) 改良した高調波発生装置
JPH0523515B2 (ja)
JP3470614B2 (ja) 発光素子モジュール
JP3146717B2 (ja) 光発生装置
JP2670647B2 (ja) レーザーダイオードポンピング固体レーザー
JP3767318B2 (ja) Ld励起固体レーザ装置
JP2761678B2 (ja) レーザーダイオードポンピング固体レーザー
JP3448894B2 (ja) 固体素子の温度制御装置及び固体素子の温度制御方法
JP2670638B2 (ja) レーザーダイオードポンピング固体レーザー
JP2000349371A (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ
JPH04162686A (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ装置
JPH0730171A (ja) 半導体レーザ励起固体レーザ装置
JP2000261064A (ja) レーザ装置の組立方法