JPH0743760A

JPH0743760A - 第２高調波発生装置

Info

Publication number: JPH0743760A
Application number: JP20571493A
Authority: JP
Inventors: Tomonobu Senoo; 具展妹尾
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1993-07-28
Filing date: 1993-07-28
Publication date: 1995-02-14

Abstract

(57)【要約】【目的】内部散乱光が強く、戻り光量が多いモノリシッ
ク型共振器であってもロッキングレンジの過剰な拡大を
防止し、安定な高調波出力を得る。【構成】半導体レーザ２、結合光学系、モノリシック型
共振器５を含む第２高調波発生装置２１においてコリメ
ートレンズ３とモードマッチングレンズ４の間に透過率
減衰フィルター１２としてのＮＤフィルターを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光源から発せら
れる基本波を、非線形光学材料を有するモノリシック型
共振器、もしくはディスクリート型などの共振器を用い
て高調波に変換する高調波発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体レーザ等から出射される基
本波を非線形光学材料に通して、波長変換された第２高
調波や第３高調波を得る装置が種々提案されている。こ
れらの装置では、複数の反射面で構成される共振器内に
非線形光学材料を配置し、基本波を共振器内に閉じ込め
て増幅させることで、高調波を効率よく発生させるよう
にしている。

【０００３】そして、共振器としては、非線形光学材料
の端面に反射膜を設けてその内部で共振させるモノリシ
ック型共振器と、複数のミラーを配置して共振器を構成
し、この共振器内に非線形光学材料を配置したディスク
リート型共振器とが知られている。最近では、装置の小
型化及び高調波への変換効率の向上を図るために、ディ
スクリート型のものから、非線形光学材料の内部におい
て基本波を共振させるモノリシック型のものへとその主
流が移行しつつある。

【０００４】図２には、従来の高調波発生装置の一例と
してモノリシック型共振器を用いた第２高調波発生装置
が示されている。この第２高調波発生装置１は、半導体
レーザ（以下「ＬＤ」と略称する）２、コリメートレン
ズ３、モードマッチングレンズ４、及びＫＮｂＯ₃ 結晶
等の非線形光学材料でできたモノリシック型共振器５に
よって構成されている。ＬＤ２は、例えば波長８６０ｎ
ｍの基本波６を出射する。モノリシック型共振器５の図
中左右に対向する２面は、球面状に研磨加工され、所定
の光学膜が施されている。すなわち、図中左側の面は、
基本波６の入射面をなし、基本波６に対して一部透過の
光学膜を施された球面ミラー８をなしている。また、図
中右側の面は、第２高調波７の出射面をなし、基本波６
に対して高反射、第２高調波７に対して高透過の光学膜
を施された球面ミラー９をなしている。更に、モノリシ
ック型共振器５の図中下面は、基本波６及び第２高調波
７のいずれも全反射する平面ミラー１０をなしている。
なお、図中１１ａはＬＤ２の温度を制御するペルチェ素
子、１１ｂはモノリシック型共振器５の温度を制御する
ペルチェ素子である。

【０００５】上記の構成において、ＬＤ２から出射する
波長８６０ｎｍの基本波６は、コリメートレンズ３によ
り平行光にされ、モードマッチングレンズ４を通過し
て、モノリシック型共振器５の球面ミラー８のＡ点から
入射する。この際、Ａ点に入射した基本波６がモノリシ
ック型共振器５の結晶軸ａと平行に進むように、基本波
６を結晶軸ａに対して特定の角度θで入射させる。入射
した基本波６は、２つの球面ミラー８、９及び平面ミラ
ー１０で構成される共振器内の点Ａ、Ｂ、Ｃでリング型
に反射して増倍される。

【０００６】こうして、増倍された基本波６は、モノリ
シック型共振器５中を結晶軸ａ方向に伝搬し、位相整合
条件が満足されたとき、その一部がｃ軸直線偏光の波長
４３０ｎｍの第２高調波７に変換される。そして、基本
波６の一部は結晶内部の不純物等によって散乱され、逆
回りの経路を持つ戻り光となる。この戻り光がＬＤ２に
入射すると、ＬＤ光の周波数は、共振器５の共振周波数
に引き込まれ、ある領域をもって共振器５の共振周波数
にロックされる。このロックされる周波数領域をロッキ
ングレンジといい、共振器５からの戻り光量が４０ｄＢ
のとき、ロッキングレンジは約３．５ＧＨｚとなる。

【０００７】このようなロッキングレンジ内に、ＬＤ光
の周波数を維持することにより安定な第２高調波出力が
得られる。ロッキングレンジは戻り光が多くなればなる
ほど拡がり、ＬＤ周波数変動許容幅も拡大するが、ロッ
キングレンジがモノリシック型共振器５の縦モード間隔
（１ＦＳＲ＝Ｃ／ｎＬ１０ＧＨｚ，Ｃは光速、ｎは屈
折率、Ｌは共振長）以上になると、共振器縦モードの隣
接するロッキングレンジと重なり合い、系全体が非常に
不安定となる。よってＬＤ周波数変動許容幅拡大のため
には、ロッキングレンジを隣接する縦モードのロッキン
グレンジと重ならない程度に拡げてやることが重要であ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、戻り光
発生要因である結晶内部の散乱は、個々の結晶によって
その大きさが異なる。特に内部散乱の強い結晶を用いた
モノリシック型共振器の場合、ロッキングレンジが１０
ＧＨｚ以上となり、安定な第２高調波出力が得られない
という問題点があった。したがって本発明は、上記のよ
うな、内部散乱光が強く、戻り光量が多いモノリシック
型共振器５に対しても、その戻り光量を適当な量にする
機能を第２高調波発生装置に付加することによって、安
定な高調波出力を得ようとすることを目的とするもので
ある。

【０００９】

【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、基本波発生用の光源
と、結合光学系と、非線形光学材料を含む共振器を備え
た高調波発生装置において、該光源と該共振器の間に透
過率減衰フィルターを設けたことを特徴とする第２高調
波発生装置を提供するものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例としての図面を参照し
て説明する。なお従来例として説明した図２の装置と実
質的に同一部分には、同符号を付してその説明を省略す
ることにする。図１は、本発明の１実施例である第２高
調波発生装置２１の概略構成図である。図２の従来例に
対して更にＬＤ２とモノリシック型共振器５との間に透
過率減衰フィルター１２が設けてある。図１では透過率
減衰フィルター１２は、コリメータレンズ３とモードマ
ッチングレンズ４との間に配しているが、ＬＤ２とコリ
メータレンズ３の間、もしくはモードマッチングレンズ
４とモノリシック型共振器５の間に設けてもよい。透過
率減衰フィルター１２としてはＮＤフィルタ（中性濃度
フィルター）を用いるのが適当でありその透過率として
は５０〜９５％のものが適当である。本発明で共振器と
してはモノリシック型共振器の改良として最適なもので
ありながらそればかりでなくディスクリート型に適用す
ることも勿論可能である。

【００１１】

【作用】本発明において、上記の透過率減衰フィルター
１２は、内部散乱光の強いモノリシック共振器からのＬ
Ｄ２への過度の戻り光を減衰させ、１ＦＳＲ（〜１０Ｇ
Ｈｚ）以下（６〜９ＧＨｚ）のロッキングレンジが得ら
れるよう機能する。実際には、種々の透過率減衰フィル
ター１２の透過率を変えながら、ロッキングレンジの大
きさを測定することにより、最適透過率の透過率減衰フ
ィルター１２を選ぶことができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、透過率減衰フィルターを内蔵
することにより、内部散乱光の強いモノリシック共振器
に対しても、安定な第２高調波出力を得ることができる
という優れた効果を有する。また、これによって共振器
の製作歩留りも向上し、装置のコストダウンに寄与する
という効果も認められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第２高調波発生装置の一実施例を示す
側面図。

【図２】従来の第２高調波発生装置の一例を示す側面
図。

【符号の説明】

１、２１：高調波発生装置２：半導体レーザ（ＬＤ）３：コリメートレンズ４：モードマッチングレンズ５：モノリシック型共振器６：基本波７：第２高調波８、９：球面ミラー１０：平面ミラー１１ａ、１１ｂ：ペルチェ素子１２：透過率減衰フィルター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基本波発生用の光源と、結合光学系と、非
線形光学材料を含む共振器を備えた高調波発生装置にお
いて、該光源と該共振器の間に透過率減衰フィルターを
設けたことを特徴とする第２高調波発生装置。
【請求項２】透過率減衰フィルターがＮＤフィルターで
ある請求項１記載の第２高調波発生装置。
【請求項３】共振器がモノリシック型共振器またはディ
スクリート型共振器である請求項１記載の第２高調波発
生装置。