JPH09116219A - レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置 - Google Patents
レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置Info
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- JPH09116219A JPH09116219A JP7272407A JP27240795A JPH09116219A JP H09116219 A JPH09116219 A JP H09116219A JP 7272407 A JP7272407 A JP 7272407A JP 27240795 A JP27240795 A JP 27240795A JP H09116219 A JPH09116219 A JP H09116219A
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Landscapes
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- Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的広い波長掃引幅を有する固体レーザ結
晶から安定したＳＨＧ出力を得る。 【解決手段】 少なくとも１０ｎｍ以上の波長掃引範囲
を有するレーザ結晶と、前記レーザ結晶を含む共振器か
らなるレーザ光発生装置において、前記レーザ結晶から
発光され、前記共振器中で共振される基本波光の消光比
が１０００以上となるように前記共振器を構成したこと
を特徴とするレーザ光発生装置である。
晶から安定したＳＨＧ出力を得る。 【解決手段】 少なくとも１０ｎｍ以上の波長掃引範囲
を有するレーザ結晶と、前記レーザ結晶を含む共振器か
らなるレーザ光発生装置において、前記レーザ結晶から
発光され、前記共振器中で共振される基本波光の消光比
が１０００以上となるように前記共振器を構成したこと
を特徴とするレーザ光発生装置である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光エレクトロニクス
分野、特にレーザプリンタ装置、パーティクルカウンタ
装置、医療検査装置、光造形装置および光ディスク装置
などに用いられるレーザ装置に関する。
分野、特にレーザプリンタ装置、パーティクルカウンタ
装置、医療検査装置、光造形装置および光ディスク装置
などに用いられるレーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化時代の進展に伴い、光ディス
ク装置やレーザプリンタ装置などのコンピュータ周辺レ
ーザ応用装置において記録密度向上や高速印刷の要求を
満足するため、短波長化への要求が高まっている。しか
し製品化レベルで要求の高い青色領域を満足する光源と
してはＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置
やＡｒ（アルゴン）レーザ装置などのガスレーザ装置し
かなく、大型で消費電力が大きく、デスクトップサイズ
が主流のオフィス環境および住宅環境に適応できない問
題があった。
ク装置やレーザプリンタ装置などのコンピュータ周辺レ
ーザ応用装置において記録密度向上や高速印刷の要求を
満足するため、短波長化への要求が高まっている。しか
し製品化レベルで要求の高い青色領域を満足する光源と
してはＨｅ−Ｃｄ（ヘリウムーカドミウム）レーザ装置
やＡｒ（アルゴン）レーザ装置などのガスレーザ装置し
かなく、大型で消費電力が大きく、デスクトップサイズ
が主流のオフィス環境および住宅環境に適応できない問
題があった。
【０００３】またレーザ装置は投入電力からレーザ光へ
の変換効率が小さく、消費電力の多くは熱となるため冷
却手段を必要とし、レーザ応用装置のサイズが大きくな
る問題があった。またこの冷却手段の振動による光学系
のズレがレーザ応用装置の信頼性を劣化させる等の問題
があった。さらにガスの劣化等により、ガスあるいはそ
れを封入したチューブの交換が必要となり、連続使用時
間が短く、それによりレーザ応用装置の連続使用時間が
短く、またガスチューブ交換の際には光学系の再調整も
必要となる、などの問題があった。
の変換効率が小さく、消費電力の多くは熱となるため冷
却手段を必要とし、レーザ応用装置のサイズが大きくな
る問題があった。またこの冷却手段の振動による光学系
のズレがレーザ応用装置の信頼性を劣化させる等の問題
があった。さらにガスの劣化等により、ガスあるいはそ
れを封入したチューブの交換が必要となり、連続使用時
間が短く、それによりレーザ応用装置の連続使用時間が
短く、またガスチューブ交換の際には光学系の再調整も
必要となる、などの問題があった。
【０００４】これに対し、固体レーザの共振器内部に非
線形光学結晶を挿入し固体レーザからの発振波である第
１のレーザビーム（以下場合によっては基本波と称す）
の１／２の波長に変換する光第２高調波発生（以下単に
ＳＨＧ；Second HarmonicGeneration）などの波長変換
技術を適応することで、レーザの短波長化が出来ること
を利用して前述のようなガスレーザの問題点を解消する
試みがなされてきた。例えば８００〜９００ｎｍ帯の波
長領域で発振可能なレーザ結晶であるCr:LiSrAlF6(クロ
ム添加のフッ化リチウムストロンチウムアルミニウム；
以下単にＬｉＳＡＦと称す）を用いた固体レーザのＳＨ
Ｇ方式が提案された。（エフ. ハ゛レンホ゛ワ-ル、 ヒ゜ー. シ゛ョルシ゛ュ、
エフ.エス. アラン,「Cr添加の LiSrAlF6レーザの内部共振器
型周波数逓倍による波長チューニング可能な青色光源」
応用物理通信61巻20号2381頁(1992年)、F.Balembois,
P.Georges, F. Salin,G.Roger,and A. Brun,"Tunable b
lue light source by intracavity frequency doubling
of a Cr-dope LiSrAlF6laser", Appl.Phys.Lett.,Vol.
61,No.20,p.2381(1992)）。しかし、前記Balembois等は
ＬｉＳＡＦ結晶の励起光源としてＫｒ（クリプトン）レ
ーザを用いており、前述のＨｅ−ＣｄおよびＡｒレーザ
の問題点を改善するものではなかった。
線形光学結晶を挿入し固体レーザからの発振波である第
１のレーザビーム（以下場合によっては基本波と称す）
の１／２の波長に変換する光第２高調波発生（以下単に
ＳＨＧ；Second HarmonicGeneration）などの波長変換
技術を適応することで、レーザの短波長化が出来ること
を利用して前述のようなガスレーザの問題点を解消する
試みがなされてきた。例えば８００〜９００ｎｍ帯の波
長領域で発振可能なレーザ結晶であるCr:LiSrAlF6(クロ
ム添加のフッ化リチウムストロンチウムアルミニウム；
以下単にＬｉＳＡＦと称す）を用いた固体レーザのＳＨ
Ｇ方式が提案された。（エフ. ハ゛レンホ゛ワ-ル、 ヒ゜ー. シ゛ョルシ゛ュ、
エフ.エス. アラン,「Cr添加の LiSrAlF6レーザの内部共振器
型周波数逓倍による波長チューニング可能な青色光源」
応用物理通信61巻20号2381頁(1992年)、F.Balembois,
P.Georges, F. Salin,G.Roger,and A. Brun,"Tunable b
lue light source by intracavity frequency doubling
of a Cr-dope LiSrAlF6laser", Appl.Phys.Lett.,Vol.
61,No.20,p.2381(1992)）。しかし、前記Balembois等は
ＬｉＳＡＦ結晶の励起光源としてＫｒ（クリプトン）レ
ーザを用いており、前述のＨｅ−ＣｄおよびＡｒレーザ
の問題点を改善するものではなかった。
【０００５】これに対し本発明者等は半導体レーザを励
起光源とするＬｉＳＡＦレーザのＳＨＧ方式を提案した
（宮井、牧尾、古川、佐藤、「半導体レーザ励起Cr:LiS
rAlF6レーザの内部共振器型ＳＨＧ方式を用いた１０ｍ
Ｗ青色レーザ」、第４２回応用物理学関係連合講演会、
28p-ZQ-10(1995年)）。
起光源とするＬｉＳＡＦレーザのＳＨＧ方式を提案した
（宮井、牧尾、古川、佐藤、「半導体レーザ励起Cr:LiS
rAlF6レーザの内部共振器型ＳＨＧ方式を用いた１０ｍ
Ｗ青色レーザ」、第４２回応用物理学関係連合講演会、
28p-ZQ-10(1995年)）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ＬｉＳＡＦに代表され
るような１０ｎｍ以上の比較的広い波長掃引幅を有する
固体レーザでは、例えば波長掃引素子により特定の波長
領域における損失を、他の波長の損失より相対的に低く
して前記特定の波長領域のレーザ光を発振させる構成と
なっている。しかしながら、本発明者らが検討した結
果、前記共振器中に非線形光学結晶、すなわち前記特定
のＳＨＧのような、ある波長を異なる波長に変換する素
子を挿入した場合つまり新たな損失が発生した場合に、
レーザ出力およびＳＨＧ出力が不安定になることが分か
った。
るような１０ｎｍ以上の比較的広い波長掃引幅を有する
固体レーザでは、例えば波長掃引素子により特定の波長
領域における損失を、他の波長の損失より相対的に低く
して前記特定の波長領域のレーザ光を発振させる構成と
なっている。しかしながら、本発明者らが検討した結
果、前記共振器中に非線形光学結晶、すなわち前記特定
のＳＨＧのような、ある波長を異なる波長に変換する素
子を挿入した場合つまり新たな損失が発生した場合に、
レーザ出力およびＳＨＧ出力が不安定になることが分か
った。
【０００７】本発明はこの点を考慮したもので、ＬｉＳ
ＡＦに代表されるような比較的広い波長掃引幅を有する
固体レーザを使用したＳＨＧにおいて、その出力を安定
化させたレーザ装置を提供することにある。
ＡＦに代表されるような比較的広い波長掃引幅を有する
固体レーザを使用したＳＨＧにおいて、その出力を安定
化させたレーザ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、少な
くとも１０ｎｍ以上の波長掃引範囲を有するレーザ結晶
と、前記レーザ結晶を含む共振器からなるレーザ光発生
装置において、前記レーザ結晶から発光され、前記共振
器中で共振される基本波光の消光比が１０００以上とな
るように前記共振器を構成したことを特徴とするレーザ
光発生装置である。
くとも１０ｎｍ以上の波長掃引範囲を有するレーザ結晶
と、前記レーザ結晶を含む共振器からなるレーザ光発生
装置において、前記レーザ結晶から発光され、前記共振
器中で共振される基本波光の消光比が１０００以上とな
るように前記共振器を構成したことを特徴とするレーザ
光発生装置である。
【０００９】また前記共振器中に少なくとも１０ｎｍ以
上の波長掃引範囲を有するレーザ結晶と、前記レーザ結
晶からの発光の発振波長を掃引するための波長掃引素子
と、前記基本波光の光の一部を異なる波長の第２のレー
ザ光に変換する非線形光学結晶を有することを特徴とす
るレーザ光発生装置である。さらに前記レーザ結晶とし
てCr:LiSrAlF6（クロム添加のフッ化リチウムストロン
チウムアルミニウム：ＬｉＳＡＦと略す）、Cr:LiSrGaF
6（クロム添加のフッ化リチウムストロンチウムガリウ
ム）、Ti:Al2O3（チタン添加のサファイア）、Cr:BeAl2
O4（アレキサンドライト）のうちのいずれかを用いる。
また前記非線形光学結晶としてLiB3O5（三ほう酸リチウ
ム：ＬＢＯと略す）、CsLiB6O10（ホウ酸リチウムセシ
ウム）、β-BaB2O4（ホウ酸バリウム）、KNbO3（ニオブ
酸カリウム）、KLiNbO（ニオブ酸リチウム−カリウ
ム）、またはLiIO3（ヨウ酸リチウム）のうちのいずれ
かを用いる。
上の波長掃引範囲を有するレーザ結晶と、前記レーザ結
晶からの発光の発振波長を掃引するための波長掃引素子
と、前記基本波光の光の一部を異なる波長の第２のレー
ザ光に変換する非線形光学結晶を有することを特徴とす
るレーザ光発生装置である。さらに前記レーザ結晶とし
てCr:LiSrAlF6（クロム添加のフッ化リチウムストロン
チウムアルミニウム：ＬｉＳＡＦと略す）、Cr:LiSrGaF
6（クロム添加のフッ化リチウムストロンチウムガリウ
ム）、Ti:Al2O3（チタン添加のサファイア）、Cr:BeAl2
O4（アレキサンドライト）のうちのいずれかを用いる。
また前記非線形光学結晶としてLiB3O5（三ほう酸リチウ
ム：ＬＢＯと略す）、CsLiB6O10（ホウ酸リチウムセシ
ウム）、β-BaB2O4（ホウ酸バリウム）、KNbO3（ニオブ
酸カリウム）、KLiNbO（ニオブ酸リチウム−カリウ
ム）、またはLiIO3（ヨウ酸リチウム）のうちのいずれ
かを用いる。
【００１０】本発明者らは、１０ｎｍ以上の比較的広い
波長掃引幅を有する固体レーザの一例としてＬｉＳＡＦ
レーザの発振特性を検討した。その結果、固体レーザ出
力の偏光状態とレーザ出力の不安定性との間に関係があ
ることを見い出した。図１はＬｉＳＡＦレーザの基本波
の消光比とＳＨＧ出力安定性の相関関係を説明するため
の図である。消光比は、例えばＬｉＳＡＦ結晶のＣ軸と
非線形光学結晶であるＬＢＯ結晶のＣ軸のなす角を調整
することに変更することが出来る。図１よりＳＨＧ出力
の変動は、消光比が比較的高い直線偏光と考えられる領
域では小さく、消光比が小さくなるに従って変動は大き
くなっている。定量的に見ると、消光比が３２００から
９００に低下すると、出力変動率が０．５％から１．２
％へ増大することがわかる。
波長掃引幅を有する固体レーザの一例としてＬｉＳＡＦ
レーザの発振特性を検討した。その結果、固体レーザ出
力の偏光状態とレーザ出力の不安定性との間に関係があ
ることを見い出した。図１はＬｉＳＡＦレーザの基本波
の消光比とＳＨＧ出力安定性の相関関係を説明するため
の図である。消光比は、例えばＬｉＳＡＦ結晶のＣ軸と
非線形光学結晶であるＬＢＯ結晶のＣ軸のなす角を調整
することに変更することが出来る。図１よりＳＨＧ出力
の変動は、消光比が比較的高い直線偏光と考えられる領
域では小さく、消光比が小さくなるに従って変動は大き
くなっている。定量的に見ると、消光比が３２００から
９００に低下すると、出力変動率が０．５％から１．２
％へ増大することがわかる。
【００１１】また図２はＬｉＳＡＦレーザの消光比と発
振波長の縦モードの数の相関関係を説明するための図で
ある。図２より消光比が３２００から９００に低下する
と、縦モード数が３本から９本へと増加することが分か
る。さらに消光比が１０００以下に低下すると縦モード
が５本と４本の２つのグループに分離することが判っ
た。
振波長の縦モードの数の相関関係を説明するための図で
ある。図２より消光比が３２００から９００に低下する
と、縦モード数が３本から９本へと増加することが分か
る。さらに消光比が１０００以下に低下すると縦モード
が５本と４本の２つのグループに分離することが判っ
た。
【００１２】一般に、発振波長の縦モード数が増加する
とモード競合によるノイズが発生しやすくなると考えら
れる。よって、縦モード数の少なくなる消光比の大きい
状態がＳＨＧ出力安定化のためには望ましい。さらにレ
ーザ応用装置としては±１％以下の安定性は必要と考え
られるから、図１および図２より固体レーザ出力の消光
比は１０００以上であることが望ましいことがわかる。
とモード競合によるノイズが発生しやすくなると考えら
れる。よって、縦モード数の少なくなる消光比の大きい
状態がＳＨＧ出力安定化のためには望ましい。さらにレ
ーザ応用装置としては±１％以下の安定性は必要と考え
られるから、図１および図２より固体レーザ出力の消光
比は１０００以上であることが望ましいことがわかる。
【００１３】図３は消光比が低下する原因の一例を説明
するための図である。少なくとも１０ｎｍ以上の波長掃
引幅を有するレーザ結晶として、ＬｉＳＡＦ結晶以外に
Cr:LiSrGaF6（クロム添加のフッ化リチウムストロンチ
ウムガリウム）、Ti:Al2O3（チタン添加のサファイ
ア）、Cr:BeAl2O4（アレキサンドライト）などのレーザ
結晶が存在し、いずれも異方性を有するため直線偏光で
発振する。図３に示した構成では代表的な波長掃引素子
として、複屈折フィルタを用いている。複屈折フィルタ
はレーザ結晶の異方性で決まる偏光方向（紙面内）にお
いて損失が理論上０となるブリュースター角に配置され
ている。ここで複屈折フィルタとは、異なる屈折率を持
つ結晶軸が面内になるように結晶を切り出し、２つの平
面の平行度と面精度が高くなるように研磨したものであ
る。この平面を共振器中の光軸に対してブリュースター
角になるように配置すると、ある特定波長の発光の偏光
方向を複屈折フィルタ中で整数回の回転の後に通過さ
せ、かつ複屈折フィルタ両面が形成するブリュースター
窓において特定の偏光方向のみ無損失で通過させる効果
を用いて、この波長を選択しレーザ発振させることがで
きる。ここで、前記の特定波長のレーザ光は共振器中を
何度も往復するため、ブリュースター窓で消光比の高い
直線偏光となる。
するための図である。少なくとも１０ｎｍ以上の波長掃
引幅を有するレーザ結晶として、ＬｉＳＡＦ結晶以外に
Cr:LiSrGaF6（クロム添加のフッ化リチウムストロンチ
ウムガリウム）、Ti:Al2O3（チタン添加のサファイ
ア）、Cr:BeAl2O4（アレキサンドライト）などのレーザ
結晶が存在し、いずれも異方性を有するため直線偏光で
発振する。図３に示した構成では代表的な波長掃引素子
として、複屈折フィルタを用いている。複屈折フィルタ
はレーザ結晶の異方性で決まる偏光方向（紙面内）にお
いて損失が理論上０となるブリュースター角に配置され
ている。ここで複屈折フィルタとは、異なる屈折率を持
つ結晶軸が面内になるように結晶を切り出し、２つの平
面の平行度と面精度が高くなるように研磨したものであ
る。この平面を共振器中の光軸に対してブリュースター
角になるように配置すると、ある特定波長の発光の偏光
方向を複屈折フィルタ中で整数回の回転の後に通過さ
せ、かつ複屈折フィルタ両面が形成するブリュースター
窓において特定の偏光方向のみ無損失で通過させる効果
を用いて、この波長を選択しレーザ発振させることがで
きる。ここで、前記の特定波長のレーザ光は共振器中を
何度も往復するため、ブリュースター窓で消光比の高い
直線偏光となる。
【００１４】ここで共振器中に特定の波長において損失
を与える場合について考察する。たとえば共振器中に非
線形光学結晶を配置し、前記特定の波長のレーザ光（以
下場合によって基本波と称す）の一部をＳＨＧに変換す
る場合を考える。そもそも基本波は複屈折フィルタによ
って最も損失の小さくなる波長の光が共振器中で増幅さ
れたものである。この基本波の一部がＳＨＧに変換され
ると、基本波に損失が生じることになる。
を与える場合について考察する。たとえば共振器中に非
線形光学結晶を配置し、前記特定の波長のレーザ光（以
下場合によって基本波と称す）の一部をＳＨＧに変換す
る場合を考える。そもそも基本波は複屈折フィルタによ
って最も損失の小さくなる波長の光が共振器中で増幅さ
れたものである。この基本波の一部がＳＨＧに変換され
ると、基本波に損失が生じることになる。
【００１５】図４は基本波波長近傍の損失状態と発振波
長を示した図である。図４（ａ）はＳＨＧに変換される
前の状態で、損失のもっとも小さい波長で基本波が発振
することを示している。図４（ｂ）はＳＨＧが発振して
いるときの基本波の状態を示している。図４（ｂ）では
ＳＨＧに変換された基本波波長（図４（ａ）の発振波
長）の損失は増大し、両隣の波長の波長の損失が相対的
に小さくなる。このため、基本波波長は損失の小さな両
隣のいずれか第二候補波長にシフトする。第二候補波長
の偏光は複屈折フィルタ中を整数倍から僅かにずれて回
転し通過するため、異方性を持つレーザ結晶および非線
形光学結晶において直角偏光から楕円偏光となる。偏光
の楕円率は消光比と呼ばれ異方性を持つレーザ結晶中に
消光比の低い光が入射すると、偏光状態が異なるレーザ
光が同時発振する。異なる偏光間において共振器長が僅
かに異なり、各偏光状態に依存してレーザ光の波長に差
が生じることとなる。すなわち図２と同様に縦モードの
マルチ化が進み、多モードによる基本波のモード競合ノ
イズが発生することとなる。このような消光比の低下は
図３においてレーザ結晶の異方性で決まる偏光面と前記
ブリュースター窓が正確な角度で配置されない場合も起
こりうる現象である。
長を示した図である。図４（ａ）はＳＨＧに変換される
前の状態で、損失のもっとも小さい波長で基本波が発振
することを示している。図４（ｂ）はＳＨＧが発振して
いるときの基本波の状態を示している。図４（ｂ）では
ＳＨＧに変換された基本波波長（図４（ａ）の発振波
長）の損失は増大し、両隣の波長の波長の損失が相対的
に小さくなる。このため、基本波波長は損失の小さな両
隣のいずれか第二候補波長にシフトする。第二候補波長
の偏光は複屈折フィルタ中を整数倍から僅かにずれて回
転し通過するため、異方性を持つレーザ結晶および非線
形光学結晶において直角偏光から楕円偏光となる。偏光
の楕円率は消光比と呼ばれ異方性を持つレーザ結晶中に
消光比の低い光が入射すると、偏光状態が異なるレーザ
光が同時発振する。異なる偏光間において共振器長が僅
かに異なり、各偏光状態に依存してレーザ光の波長に差
が生じることとなる。すなわち図２と同様に縦モードの
マルチ化が進み、多モードによる基本波のモード競合ノ
イズが発生することとなる。このような消光比の低下は
図３においてレーザ結晶の異方性で決まる偏光面と前記
ブリュースター窓が正確な角度で配置されない場合も起
こりうる現象である。
【００１６】また、図４で説明した基本波波長から第二
候補波長へシフトが前記非線形光学結晶のＳＨＧ位相整
合の波長許容幅の外にはずれた場合、ＳＨＧへの変換は
行われずＳＨＧ出力は０となる。このとき、図４（ｂ）
で見られた損失の原因は消滅し、図４（ａ）の状態に回
復する。このように基本波波長のシフトは繰り返される
のでＳＨＧ出力変動は繰り返されることとなる。また、
前記レーザ光発生装置がレーザプリンタ装置、パーティ
クルカウンタ装置、光ディスク装置などのレーザ応用装
置に搭載されるとこのましい。
候補波長へシフトが前記非線形光学結晶のＳＨＧ位相整
合の波長許容幅の外にはずれた場合、ＳＨＧへの変換は
行われずＳＨＧ出力は０となる。このとき、図４（ｂ）
で見られた損失の原因は消滅し、図４（ａ）の状態に回
復する。このように基本波波長のシフトは繰り返される
のでＳＨＧ出力変動は繰り返されることとなる。また、
前記レーザ光発生装置がレーザプリンタ装置、パーティ
クルカウンタ装置、光ディスク装置などのレーザ応用装
置に搭載されるとこのましい。
【００１７】
（実施例１）図５は本発明の一実施例を説明するための
図でレーザ装置の構造を示している。半導体レーザ１１
から出射された励起ビーム３１はコリメータ１２、単レ
ンズ１４からなる集光光学系によりレーザ結晶２１内部
に集光され、レーザ結晶２１を励起する。半導体レーザ
１１はＳＤＬ（Spectra Diode Lab.）社製AlGaInP系半
導体レーザを用い、出力５００ｍＷ、発振波長６８０ｎ
ｍである。励起されたレーザ結晶２１はその左端面に形
成された入射側共振器ミラー２４と出力ミラー２５から
なる固体レーザ共振器２０で第１のレーザビーム３２を
発振する。このとき共振器構造２０は平凹式共振器であ
り、出力ミラー２５の曲率半径は１５０ｍｍ、実効光路
長は曲率半径よりわずかに短くした。
図でレーザ装置の構造を示している。半導体レーザ１１
から出射された励起ビーム３１はコリメータ１２、単レ
ンズ１４からなる集光光学系によりレーザ結晶２１内部
に集光され、レーザ結晶２１を励起する。半導体レーザ
１１はＳＤＬ（Spectra Diode Lab.）社製AlGaInP系半
導体レーザを用い、出力５００ｍＷ、発振波長６８０ｎ
ｍである。励起されたレーザ結晶２１はその左端面に形
成された入射側共振器ミラー２４と出力ミラー２５から
なる固体レーザ共振器２０で第１のレーザビーム３２を
発振する。このとき共振器構造２０は平凹式共振器であ
り、出力ミラー２５の曲率半径は１５０ｍｍ、実効光路
長は曲率半径よりわずかに短くした。
【００１８】レーザ結晶２１にはＣｒ添加量１．５ｍｏ
ｌ％のＬｉＳＡＦ結晶(φ３×５ｍｍ)を用いた。結晶の
左端面２４には励起波長に対して反射率２％以下の無反
射（以下単にＡＲ；Anti-Reflection）コーティング、
基本波波長に対して反射率９９％以上の高反射（以下単
にＨＲ；High-Reflection）コーティングを施した。結
晶の右端面には基本波波長に対して反射率２％以下のＡ
Ｒコーティングを施した。レーザ結晶２４のすぐ右隣に
は波長選択素子の複屈折フィルタ９を配置し、その入射
面がレーザ結晶２４のｃ軸と光軸とを含み、光軸に対し
ブリュースター角となるように傾けた。基本波の波長選
択は複屈折フィルタ９の入射境界面の法線に対し回転さ
せて行った。
ｌ％のＬｉＳＡＦ結晶(φ３×５ｍｍ)を用いた。結晶の
左端面２４には励起波長に対して反射率２％以下の無反
射（以下単にＡＲ；Anti-Reflection）コーティング、
基本波波長に対して反射率９９％以上の高反射（以下単
にＨＲ；High-Reflection）コーティングを施した。結
晶の右端面には基本波波長に対して反射率２％以下のＡ
Ｒコーティングを施した。レーザ結晶２４のすぐ右隣に
は波長選択素子の複屈折フィルタ９を配置し、その入射
面がレーザ結晶２４のｃ軸と光軸とを含み、光軸に対し
ブリュースター角となるように傾けた。基本波の波長選
択は複屈折フィルタ９の入射境界面の法線に対し回転さ
せて行った。
【００１９】複屈折フィルタ９のすぐ右隣には非線形光
学結晶２２を配置した。非線形光学結晶として、ＬＢＯ
を波長８６０ｎｍでＴＹＰＥＩの位相整合が取れる方位
に切り出したものに、８６０ｎｍにおいて反射率が１％
以下のＡＲコーティングを施したものを用いた。また、
非線形光学結晶２２はＣＬＢＯ、ＢＢＯ、ＫＮ、ＫＬ
Ｎ、またはＬＩＯのうちのいずれを用いても良い。レー
ザ結晶２１、複屈折フィルタ９、非線形光学結晶２２の
間隔はできるだけ短くなるようにし、波長の変換効率を
高めた。まず、レーザ結晶２１、複屈折フィルタ９、非
線形光学結晶２２の光軸を調整して図６の（ａ）に示す
ように消光比３０００に調整し、波長４３０ｎｍのＳＨ
Ｇが出力誤差±６％以内で安定して得られた。
学結晶２２を配置した。非線形光学結晶として、ＬＢＯ
を波長８６０ｎｍでＴＹＰＥＩの位相整合が取れる方位
に切り出したものに、８６０ｎｍにおいて反射率が１％
以下のＡＲコーティングを施したものを用いた。また、
非線形光学結晶２２はＣＬＢＯ、ＢＢＯ、ＫＮ、ＫＬ
Ｎ、またはＬＩＯのうちのいずれを用いても良い。レー
ザ結晶２１、複屈折フィルタ９、非線形光学結晶２２の
間隔はできるだけ短くなるようにし、波長の変換効率を
高めた。まず、レーザ結晶２１、複屈折フィルタ９、非
線形光学結晶２２の光軸を調整して図６の（ａ）に示す
ように消光比３０００に調整し、波長４３０ｎｍのＳＨ
Ｇが出力誤差±６％以内で安定して得られた。
【００２０】次に比較のためにレーザ結晶２１、複屈折
フィルタ９、非線形光学結晶２２の光軸を調整して図６
の（ｂ）に示すように消光比８００に調整した。波長４
３０ｎｍのＳＨＧが得られたが、その出力は安定せず出
力誤差が±２３％見られた。レーザ結晶、非線形光学結
晶、複屈折フィルタの順に配置した場合に比べて、基本
波の消光比が高くなりＳＨＧ出力が安定した。
フィルタ９、非線形光学結晶２２の光軸を調整して図６
の（ｂ）に示すように消光比８００に調整した。波長４
３０ｎｍのＳＨＧが得られたが、その出力は安定せず出
力誤差が±２３％見られた。レーザ結晶、非線形光学結
晶、複屈折フィルタの順に配置した場合に比べて、基本
波の消光比が高くなりＳＨＧ出力が安定した。
【００２１】（実施例２）図７も本発明の一実施例を説
明しており、図５同様レーザ装置の構造を示している。
励起光源１１、集光光学系、は（実施例１）と同様であ
る。共振器内部も、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２
７が挿入されていることを除けば同じである。ＰＢＳ２
７は光軸と直交する２つの平面に、基本波に対するＡＲ
コーティングを施し、レーザ結晶２２のｃ軸方向と平行
な偏光の基本波が９９％以上透過するように配置した。
このＰＢＳ２７により基本波の消光比が高くなり、ＳＨ
Ｇ出力誤差が少なくなり安定した出力が得られた。この
方式の場合も、非線形光学結晶２２はＣＬＢＯ、ＢＢ
Ｏ、ＫＮ、ＫＬＮ、またはＬＩＯのうちのいずれを用い
ても良い。
明しており、図５同様レーザ装置の構造を示している。
励起光源１１、集光光学系、は（実施例１）と同様であ
る。共振器内部も、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２
７が挿入されていることを除けば同じである。ＰＢＳ２
７は光軸と直交する２つの平面に、基本波に対するＡＲ
コーティングを施し、レーザ結晶２２のｃ軸方向と平行
な偏光の基本波が９９％以上透過するように配置した。
このＰＢＳ２７により基本波の消光比が高くなり、ＳＨ
Ｇ出力誤差が少なくなり安定した出力が得られた。この
方式の場合も、非線形光学結晶２２はＣＬＢＯ、ＢＢ
Ｏ、ＫＮ、ＫＬＮ、またはＬＩＯのうちのいずれを用い
ても良い。
【００２２】（実施例３）図８も本発明の一実施例を説
明しており、図５同様レーザ装置の構造を示している。
励起光源１１、集光光学系は（実施例１）と同様であ
る。共振器内部に使用されているレーザ結晶２１と非線
形光学結晶２２は（実施例１）と材質は同じだがそれぞ
れの複屈折フィルタ９側の端面をブリュースター角にカ
ットした。この２つの面と複屈折フィルタの２面の計４
面のブリュースター窓により、基本波の消光比は高くな
り、ＳＨＧ出力誤差が少なく安定した出力が得られた。
この方式の場合も、非線形光学結晶２２はＣＬＢＯ、Ｂ
ＢＯ、ＫＮ、ＫＬＮ、またはＬＩＯのうちのいずれを用
いても良い。
明しており、図５同様レーザ装置の構造を示している。
励起光源１１、集光光学系は（実施例１）と同様であ
る。共振器内部に使用されているレーザ結晶２１と非線
形光学結晶２２は（実施例１）と材質は同じだがそれぞ
れの複屈折フィルタ９側の端面をブリュースター角にカ
ットした。この２つの面と複屈折フィルタの２面の計４
面のブリュースター窓により、基本波の消光比は高くな
り、ＳＨＧ出力誤差が少なく安定した出力が得られた。
この方式の場合も、非線形光学結晶２２はＣＬＢＯ、Ｂ
ＢＯ、ＫＮ、ＫＬＮ、またはＬＩＯのうちのいずれを用
いても良い。
【００２３】（実施例４）図９は本発明の一実施例をレ
ーザプリンタ装置に用いた応用例を説明するための図で
ある。図７で説明したＳＨＧレーザ光源１００から出射
されたＳＨＧレーザ出力３３は、音響光学（以下単にＡ
Ｏ；Acousto-Optical）変調器５１、ビームエキスパン
ダ５２、回転多面鏡５３、ｆθレンズ５４を通過し、感
光ドラム５５に集光される。ＡＯ変調器５１は画像情報
に応じてＳＨＧ出力３３の変調を行い、回転多面鏡５３
は水平（紙面内）方向に走査する。この組合せで２次元
情報は感光ドラム５５に部分的な電位差として記録され
る。感光ドラム５５は前記電位差に応じてトナーを付着
して回転し、記録用紙に情報を再生する。このとき感光
ドラム５５に塗布された感光体はセレン（Ｓｅ）であ
り、ＳＨＧレーザ光源１００の出力１０ｍＷとした。こ
こで感光体はＳｅ以外のものを用いてもよい。
ーザプリンタ装置に用いた応用例を説明するための図で
ある。図７で説明したＳＨＧレーザ光源１００から出射
されたＳＨＧレーザ出力３３は、音響光学（以下単にＡ
Ｏ；Acousto-Optical）変調器５１、ビームエキスパン
ダ５２、回転多面鏡５３、ｆθレンズ５４を通過し、感
光ドラム５５に集光される。ＡＯ変調器５１は画像情報
に応じてＳＨＧ出力３３の変調を行い、回転多面鏡５３
は水平（紙面内）方向に走査する。この組合せで２次元
情報は感光ドラム５５に部分的な電位差として記録され
る。感光ドラム５５は前記電位差に応じてトナーを付着
して回転し、記録用紙に情報を再生する。このとき感光
ドラム５５に塗布された感光体はセレン（Ｓｅ）であ
り、ＳＨＧレーザ光源１００の出力１０ｍＷとした。こ
こで感光体はＳｅ以外のものを用いてもよい。
【００２４】（実施例５）図１０は本発明の一実施例を
光ディスク装置に用いた応用例を説明するための図であ
る。光ディスク装置は光磁気記録方式を採用した。ＳＨ
Ｇレーザ光源１００より出射されたＳＨＧレーザ出力３
３はビームエキスパンダ５２で拡大された後平行光とな
る。ビームスプリッタ７２で一部はねられた光は前方モ
ニタ７３に取り込まれる。ビームスプリッタ７２を通過
したビームは集光光学系７４で媒体７５に集光され、反
射された光はビームスプリッタ７２で一部反射された後
２つのビームに分離され２つのディテクタ７６に各々取
り込まれる。前方モニタ７３ではＳＨＧレーザ出力３３
をモニタしてＳＨＧレーザ出力３３の制御を行う。ま
た、ビームスプリッタ７２後の２つのディテクタ７６で
オートフォーカス、トラッキング、信号検出を行う。媒
体７５には一定の磁界が印加されており、ＳＨＧレーザ
出力３３を変調させて媒体７５のキュリー温度まで焦点
の温度を上げて磁化を反転することにより記録を行っ
た。出力ON時には媒体の磁界が反転し、出力OFF時には
磁界反転が行われず信号記録が可能となる。なお、記録
周波数は１０ＭＨｚとした。また信号再生時には記録時
と同様のＳＨＧレーザ光源１００を用い、良好な再生信
号を得た。
光ディスク装置に用いた応用例を説明するための図であ
る。光ディスク装置は光磁気記録方式を採用した。ＳＨ
Ｇレーザ光源１００より出射されたＳＨＧレーザ出力３
３はビームエキスパンダ５２で拡大された後平行光とな
る。ビームスプリッタ７２で一部はねられた光は前方モ
ニタ７３に取り込まれる。ビームスプリッタ７２を通過
したビームは集光光学系７４で媒体７５に集光され、反
射された光はビームスプリッタ７２で一部反射された後
２つのビームに分離され２つのディテクタ７６に各々取
り込まれる。前方モニタ７３ではＳＨＧレーザ出力３３
をモニタしてＳＨＧレーザ出力３３の制御を行う。ま
た、ビームスプリッタ７２後の２つのディテクタ７６で
オートフォーカス、トラッキング、信号検出を行う。媒
体７５には一定の磁界が印加されており、ＳＨＧレーザ
出力３３を変調させて媒体７５のキュリー温度まで焦点
の温度を上げて磁化を反転することにより記録を行っ
た。出力ON時には媒体の磁界が反転し、出力OFF時には
磁界反転が行われず信号記録が可能となる。なお、記録
周波数は１０ＭＨｚとした。また信号再生時には記録時
と同様のＳＨＧレーザ光源１００を用い、良好な再生信
号を得た。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、１０ｎｍ以上の波長掃引範囲
を有するレーザ結晶を用いた第２高調波発生レーザ（Ｓ
ＨＧレーザ）の出力安定性を向上させることができ、安
定したレーザが必要な装置に応用できるという効果を奏
する。
を有するレーザ結晶を用いた第２高調波発生レーザ（Ｓ
ＨＧレーザ）の出力安定性を向上させることができ、安
定したレーザが必要な装置に応用できるという効果を奏
する。
【図１】基本波の消光比とＳＨＧ出力の安定度の相関を
示した図である。
示した図である。
【図２】基本波の消光比とそのときの基本波縦モードの
スペクトラムを示した図である。
スペクトラムを示した図である。
【図３】基本波の波長選択素子として複屈折フィルタの
使用方法を示した図である。
使用方法を示した図である。
【図４】非線形光学結晶の有無で共振器内の波長に対す
る損失と発振レーザの波長の変化を示した図である。
る損失と発振レーザの波長の変化を示した図である。
【図５】本発明のレーザ装置の一実施例を説明するため
の図である。
の図である。
【図６】基本波の消光比と、ＳＨＧの出力安定度を示し
た図である。
た図である。
【図７】本発明のレーザ装置の一実施例を説明するため
の図である。
の図である。
【図８】本発明のレーザ装置の一実施例を説明するため
の図である。
の図である。
【図９】本発明の一実施例をレーザプリンタ装置に用い
た応用例を説明するための図である。
た応用例を説明するための図である。
【図１０】本発明の一実施例を光ディスク装置に用いた
応用例を説明するための図である。
応用例を説明するための図である。
９ 複屈折フィルタ、 １１ 半導体レーザ、 １２
コリメータ、１４ 単レンズ、 ２０ 共振器、 ２１
レーザ結晶、２２ 非線形光学結晶、 ２３ 波長チ
ューニング素子、２４ 共振器ミラー、 ２５ 共振器
ミラー、 ２６ 共振器ミラー、２７ ＰＢＳ（偏向ビ
ームスプリッタ）、 ３１ 励起ビーム、３２ 基本
波、 ３３ ＳＨＧレーザ、 ５１ ＡＯＭ、５２ ビ
ームエキスパンダ、 ５３ 回転多面鏡、 ５４ ｆθ
レンズ、５５ 感光ドラム、 ７２ ビームスプリッ
タ、 ７３ 前方モニタ、７４ 集光光学系、 ７５
媒体、 ７６ ディテクタ、１００ ＳＨＧ光源。
コリメータ、１４ 単レンズ、 ２０ 共振器、 ２１
レーザ結晶、２２ 非線形光学結晶、 ２３ 波長チ
ューニング素子、２４ 共振器ミラー、 ２５ 共振器
ミラー、 ２６ 共振器ミラー、２７ ＰＢＳ（偏向ビ
ームスプリッタ）、 ３１ 励起ビーム、３２ 基本
波、 ３３ ＳＨＧレーザ、 ５１ ＡＯＭ、５２ ビ
ームエキスパンダ、 ５３ 回転多面鏡、 ５４ ｆθ
レンズ、５５ 感光ドラム、 ７２ ビームスプリッ
タ、 ７３ 前方モニタ、７４ 集光光学系、 ７５
媒体、 ７６ ディテクタ、１００ ＳＨＧ光源。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｂ４１Ｊ 2/44 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ (72)発明者 古川 保典 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式 会社磁性材料研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも１０ｎｍ以上の波長掃引範囲
を有するレーザ結晶と、前記レーザ結晶を含む共振器か
らなるレーザ光発生装置において、前記レーザ結晶から
発光され、前記共振器中で共振される基本波光の消光比
が１０００以上となるように前記共振器を構成したこと
を特徴とするレーザ光発生装置。 - 【請求項２】 前記共振器中に少なくとも１０ｎｍ以上
の波長掃引範囲を有するレーザ結晶と、前記レーザ結晶
からの発光の発振波長を掃引するための波長掃引素子
と、前記基本波光の光の一部を異なる波長の第２のレー
ザ光に変換する非線形光学結晶を有することを特徴とす
る請求項１に記載のレーザ光発生装置。 - 【請求項３】 前記レーザ結晶がCr:LiSrAlF6（クロム
添加のフッ化リチウムストロンチウムアルミニウム）、
Cr:LiSrGaF6（クロム添加のフッ化リチウムストロンチ
ウムガリウム）、Ti:Al2O3（チタン添加のサファイ
ア）、Cr:BeAl2O4（アレキサンドライト）のうちのいず
れかであることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載のレーザ光発生装置。 - 【請求項４】 前記非線形光学結晶がLiB3O5（三ほう酸
リチウム）、CsLiB6O10（ホウ酸リチウムセシウム）、
β-BaB2O4（ホウ酸バリウム）、KNbO3（ニオブ酸カリウ
ム）、KLiNbO（ニオブ酸リチウム−カリウム）、または
LiIO3（ヨウ酸リチウム）のうちのいずれかであること
を特徴とする請求項２または請求項３に記載のレーザ光
発生装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
のレーザ光発生装置を用いたことを特徴とするレーザ応
用装置。 - 【請求項６】 前記レーザ応用装置がレーザプリンタ装
置であることを特徴とする請求項５に記載のレーザ応用
装置。 - 【請求項７】 前記レーザ応用装置がパーティクルカウ
ンタ装置であることを特徴とする請求項５に記載のレー
ザ応用装置。 - 【請求項８】 前記レーザ応用装置が光ディスク装置で
あることを特徴とする請求項５に記載のレーザ応用装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272407A JPH09116219A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272407A JPH09116219A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116219A true JPH09116219A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17513477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272407A Pending JPH09116219A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | レーザ光発生装置、およびレーザ応用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09116219A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2773880A1 (fr) * | 1998-01-19 | 1999-07-23 | Cilas | Dispositif pour determiner la repartition granulometrique d'un melange de particules |
| WO2009016709A1 (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Mitsubishi Electric Corporation | 波長変換レーザ装置 |
| WO2012065149A3 (en) * | 2010-11-14 | 2012-08-16 | Kla-Tencor Corporation | High damage threshold frequency conversion system |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7272407A patent/JPH09116219A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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