JPH0743761A - 第２高調波発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザーディスクなどのシステム内に組込んで
も、システム内の熱的影響を受けることなく、安定な高
調波出力を得る。 【構成】モノリシック型共振器５を備えた高調波発生装
置２１において共振器５の第２高調波７出射側の高長波
光軸上にファイバーカップリングレンズ１２と光ファイ
バー１３を配置する。

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
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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、共振器
５、ＬＤ２とも温度制御してはいるものの、実際には、
環境温度が変化すると共振器温度やＬＤ温度が変化し、
その結果、ロッキングレンジ及びＬＤ周波数のシフトを
生じ最終的にはＬＤ周波数がロッキングレンジからはず
れ、第２高調波光が停止してしまう。このため、第２高
調波発生装置をレーザーディスクシステムやレーザープ
リンターシステム内に組み込んだ場合、システム内の他
の部分からの熱的影響により安定動作が困難になるとい
う問題点を有していた。

【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
た第２高調波発生装置において、該共振器の第２高調波
出射側に光ファイバ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。本発明で共振器と
してはモノリシック型への適用が最適であるため以下モ
ノリシック型を例にとって説明するが、ディスクリート
型共振器であっても勿論可能である。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施例にしたがって説明す
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、更にモノリシック型共振器５の第２高調波出射側に
ファイバーカップリングレンズ１２と光ファイバー１３
とが第２高調波７の光軸上に配されている。ファイバー
カップリングレンズ１２は球レンズ、セルフォックレン
ズ（日本板硝子社製、製品名）、凸レンズ、非球面レン
ズ及びそれらの組み合せレンズを用いることができる。
光ファイバー１３には伝搬損失の少ない定偏波光ファイ
バ（コア径３〜５μｍ、長さ２ｍ）などが適当である。

【００１１】

【作用】本発明において、上記のファイバーカップリン
グレンズ１２は、モノリシック型共振器５の第２高調波
出射光７を効率良く光ファイバー１３に結合するよう機
能する。光ファイバー１３内に導びかれた第２高調波光
７ほとんど伝搬ロスを生ずることなく、他端のファイバ
ー端から出射される。本発明は光ファイバー１３を用い
ているため、光源の自由な配置が可能となり、レーザー
ディスク、レーザープリンター等システム全体の設計自
由度が増大する効果を生ずる。特に第２高調波発生装置
２１は温度変化（熱）に弱いので、光ファイバー１３を
介することにより、熱的にアイソレートする配置が容易
となり光源、さらにはシステム全体の安定動作に寄与す
る。

【００１２】

【発明の効果】本発明は、光ファイバーを内蔵すること
により、光源をシステム内に自由に配置することが可能
となるため、システムからの発熱や振動の影響を容易に
避けられるという優れた効果を有する。また、光ファイ
バーを内蔵することにより光ピックアップにおいて重要
となる発光点位置精度も向上し、光ピックアップ光学系
の製作歩留りが向上し、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：ファイバーカップリングレンズ １３：光ファイバー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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第２高調波発生装置
   において、該共振器の第２高調波出射側に光ファイバー
   を設けたことを特徴とする第２高調波発生装置。