JPH09260761A - 光パラメトリック発振器 - Google Patents
光パラメトリック発振器Info
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- JPH09260761A JPH09260761A JP8066067A JP6606796A JPH09260761A JP H09260761 A JPH09260761 A JP H09260761A JP 8066067 A JP8066067 A JP 8066067A JP 6606796 A JP6606796 A JP 6606796A JP H09260761 A JPH09260761 A JP H09260761A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/1083—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering using parametric generation
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/113—Q-switching using intracavity saturable absorbers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部共振器による高効率な波長変換と高出力
で単一パルス発振を可能とした光パラメトリック発振器
を提供する。 【解決手段】 一対の反射鏡（４，８）の間に基本波レ
ーザ結晶（３）と、非線形光学結晶（７）と、及び基本
波に対する過飽和吸収体（１０）を配置する。
で単一パルス発振を可能とした光パラメトリック発振器
を提供する。 【解決手段】 一対の反射鏡（４，８）の間に基本波レ
ーザ結晶（３）と、非線形光学結晶（７）と、及び基本
波に対する過飽和吸収体（１０）を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非線形光学結晶によ
る光パラメトリック発振器に係わり、基本波とシグナル
光の両波長に対する２重共振器を構成することによって
高い波長変換効率を得ることのできる光パラメトリック
発振器に関する。
る光パラメトリック発振器に係わり、基本波とシグナル
光の両波長に対する２重共振器を構成することによって
高い波長変換効率を得ることのできる光パラメトリック
発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば特開平６−１６４０４８号
公報に示された従来の内部共振器型波長変換レーザ発振
器であり、図２において励起用光源であるレーザダイオ
ード１から出射した励起光は集光レンズ２を通過し、励
起光に対し透過し、固体レーザ結晶３で発振される基本
波に対し高反射率を有する波長選択性光学膜４を通過
し、固体レーザ結晶３に集光される。固体レーザ結晶３
はレーザダイオードの励起光により励起され、波長選択
性光学膜４と波長選択性共振用凹面９との間で固体レー
ザ結晶３により決定される基本波の波長で発振を開始す
る。このようにして発振した基本波レーザ光は非線形光
学結晶７を通過する際にその一部が波長変換され特開平
６−１６４０４８号公報の例では第２高調波に波長変換
される。変換された第２高調波は基本波に対しては無反
射、第２高調波に対しては全反射の波長特性を持つ波長
選択性光学膜６を蒸着した波長選択性共振用ミラー５
と、基本波に対しては全反射、第２高調波に対しては一
部透過の波長特性を持つ波長選択性光学膜８を蒸着した
波長選択性共振用凹面９との間で発振を開始し、波長選
択性共振用凹面よりレーザ発振器の外部へ第２高調波を
出射する。
公報に示された従来の内部共振器型波長変換レーザ発振
器であり、図２において励起用光源であるレーザダイオ
ード１から出射した励起光は集光レンズ２を通過し、励
起光に対し透過し、固体レーザ結晶３で発振される基本
波に対し高反射率を有する波長選択性光学膜４を通過
し、固体レーザ結晶３に集光される。固体レーザ結晶３
はレーザダイオードの励起光により励起され、波長選択
性光学膜４と波長選択性共振用凹面９との間で固体レー
ザ結晶３により決定される基本波の波長で発振を開始す
る。このようにして発振した基本波レーザ光は非線形光
学結晶７を通過する際にその一部が波長変換され特開平
６−１６４０４８号公報の例では第２高調波に波長変換
される。変換された第２高調波は基本波に対しては無反
射、第２高調波に対しては全反射の波長特性を持つ波長
選択性光学膜６を蒸着した波長選択性共振用ミラー５
と、基本波に対しては全反射、第２高調波に対しては一
部透過の波長特性を持つ波長選択性光学膜８を蒸着した
波長選択性共振用凹面９との間で発振を開始し、波長選
択性共振用凹面よりレーザ発振器の外部へ第２高調波を
出射する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら高効率、
高出力の波長変換を行う目的で、波長変換によって得ら
れた波長のレーザ光を基本波と同じ共振器で同時に発振
させようとすると、波長変換されたレーザ光の発振は、
基本波のレーザ光にとって共振器内部の大きな光損失に
なるため高出力の波長変換されたレーザ光が発振すると
同時に基本波の発振が阻害され基本波の発振が不安定、
あるいは停止するという問題点がある。基本波の発振が
このように不安定になる結果、波長変換されたレーザ光
の出力も不安定になる。
高出力の波長変換を行う目的で、波長変換によって得ら
れた波長のレーザ光を基本波と同じ共振器で同時に発振
させようとすると、波長変換されたレーザ光の発振は、
基本波のレーザ光にとって共振器内部の大きな光損失に
なるため高出力の波長変換されたレーザ光が発振すると
同時に基本波の発振が阻害され基本波の発振が不安定、
あるいは停止するという問題点がある。基本波の発振が
このように不安定になる結果、波長変換されたレーザ光
の出力も不安定になる。
【０００４】特にパルス発振用のレーザ発振器の場合、
波長変換されたレーザ光が発振を開始すると基本波の発
振が阻害され、波長変換が停止する。その後、固体レー
ザ媒質中に残留していた励起エネルギーによって基本波
の発振が再開すると再び波長変換が開始し基本波の発振
を再び阻害する。この結果基本波の第１のパルス発振に
よって波長変換されたレーザ光の時間的に後から複数個
の波長変換されたレーザ光のパルス列が生成される。従
って、高出力の場合、高い波長変換効率と波長変換され
たレーザ光の出力安定化、及びパルス発振における単一
パルス化を両立させることは困難であった。
波長変換されたレーザ光が発振を開始すると基本波の発
振が阻害され、波長変換が停止する。その後、固体レー
ザ媒質中に残留していた励起エネルギーによって基本波
の発振が再開すると再び波長変換が開始し基本波の発振
を再び阻害する。この結果基本波の第１のパルス発振に
よって波長変換されたレーザ光の時間的に後から複数個
の波長変換されたレーザ光のパルス列が生成される。従
って、高出力の場合、高い波長変換効率と波長変換され
たレーザ光の出力安定化、及びパルス発振における単一
パルス化を両立させることは困難であった。
【０００５】本発明の目的はかかる課題を考慮してなさ
れたものであり、内部共振器による高効率な波長変換
と、高出力かつ単一パルス発振を両立したパルスレーザ
の光パラメトリック発振器を提供することである。
れたものであり、内部共振器による高効率な波長変換
と、高出力かつ単一パルス発振を両立したパルスレーザ
の光パラメトリック発振器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためにレーザ共振器内部に基本波に対し過飽和の
吸収特性を持つ過飽和吸収体を用いたことを特徴とす
る。
決するためにレーザ共振器内部に基本波に対し過飽和の
吸収特性を持つ過飽和吸収体を用いたことを特徴とす
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態例を図１
を用いて説明する。図１において、１は励起用レーザダ
イオード、２は集光レンズ、３は基本波発生用固体レー
ザ結晶、４は固体レーザ結晶３のレーザダイオード側端
面に蒸着した誘電体多層膜であり、基本波、波長変換光
に対しては全反射、励起用レーザダイオードのレーザ光
に対しては無反射の波長特性を持つ。８は凹面鏡９上に
蒸着した誘電体多層膜であり、基本波に対しては全反
射、波長変換光に対しては部分透過の波長特性を持つ。
７は基本波を波長変換する非線形光学結晶である。１０
は基本波に対し過飽和の吸収特性を持つ過飽和吸収体で
あり、１１は外部から入力する信号に応じレーザ発振器
内部の光損失を制御するＱ−スイッチ素子である。
を用いて説明する。図１において、１は励起用レーザダ
イオード、２は集光レンズ、３は基本波発生用固体レー
ザ結晶、４は固体レーザ結晶３のレーザダイオード側端
面に蒸着した誘電体多層膜であり、基本波、波長変換光
に対しては全反射、励起用レーザダイオードのレーザ光
に対しては無反射の波長特性を持つ。８は凹面鏡９上に
蒸着した誘電体多層膜であり、基本波に対しては全反
射、波長変換光に対しては部分透過の波長特性を持つ。
７は基本波を波長変換する非線形光学結晶である。１０
は基本波に対し過飽和の吸収特性を持つ過飽和吸収体で
あり、１１は外部から入力する信号に応じレーザ発振器
内部の光損失を制御するＱ−スイッチ素子である。
【０００８】次に動作に関して説明する。図１において
励起用光源であるレーザダイオード１から出射した励起
光は集光レンズ２を通過し、励起光に対し透過、固体レ
ーザ結晶３で発振される基本波に対し高反射率を有する
波長選択性光学膜４を通過し、固体レーザ結晶３に集光
される。固体レーザ結晶３はレーザダイオードの励起光
により励起され、波長選択性光学膜４と波長選択性共振
用凹面９との間で固体レーザ結晶３により決定される基
本波の波長で発振を開始する。このようにして発振した
基本波レーザ光は非線形光学結晶７を通過する際にその
一部が波長変換される。波長変換されたレーザ光は基本
波、波長変換光に対して全反射の波長特性を持つ波長選
択性光学膜４と基本波に対しては全反射、波長変換光に
対しては一部透過の波長特性を持つ波長選択性光学膜８
を蒸着した波長選択性共振用凹面９との間で発振を開始
し、波長選択性共振用凹面９よりレーザ発振器の外部へ
波長変換光として出射される。
励起用光源であるレーザダイオード１から出射した励起
光は集光レンズ２を通過し、励起光に対し透過、固体レ
ーザ結晶３で発振される基本波に対し高反射率を有する
波長選択性光学膜４を通過し、固体レーザ結晶３に集光
される。固体レーザ結晶３はレーザダイオードの励起光
により励起され、波長選択性光学膜４と波長選択性共振
用凹面９との間で固体レーザ結晶３により決定される基
本波の波長で発振を開始する。このようにして発振した
基本波レーザ光は非線形光学結晶７を通過する際にその
一部が波長変換される。波長変換されたレーザ光は基本
波、波長変換光に対して全反射の波長特性を持つ波長選
択性光学膜４と基本波に対しては全反射、波長変換光に
対しては一部透過の波長特性を持つ波長選択性光学膜８
を蒸着した波長選択性共振用凹面９との間で発振を開始
し、波長選択性共振用凹面９よりレーザ発振器の外部へ
波長変換光として出射される。
【０００９】次に、過飽和吸収体１０、Ｑ−スイッチ素
子１１の働きを含めて、この発振器のパルス発振動作を
図３を用いて従来と比較しながら説明する。レーザダイ
オード１が発光し、固体レーザ結晶３にエネルギーが蓄
積される。このときＱ−スイッチ素子１１で、レーザ発
振器内の光学損失をレーザ発振が抑制される程度に大き
くしておき、固体レーザ結晶３に十分なエネルギーが蓄
積された時刻で、Ｑ−スイッチ素子１１の変調を変化
させレーザ発振器内の光学損失を〜０まで急激に低下さ
せる。このとき、固体レーザ結晶３に蓄積されたエネ
ルギーはパルス上に放出されレーザ発振器はパルス発振
を開始する。パルス発振を開始した基本波は非線形光
学結晶７により波長変換される。波長変換光が発振す
ると、基本波のエネルギーが波長変換光に移動するため
基本波の発振が抑制され停止する。それと同時に波長変
換光の発振も停止する。このとき、固体レーザ結晶の中
にエネルギーが一部蓄積されたままになっており、基本
波が再び弱い発振を開始する。それと共に波長変換光
も再び発振を開始する。従って、レーザ発振器から複
数個の波長変換光のパルスが出力される（、）。
子１１の働きを含めて、この発振器のパルス発振動作を
図３を用いて従来と比較しながら説明する。レーザダイ
オード１が発光し、固体レーザ結晶３にエネルギーが蓄
積される。このときＱ−スイッチ素子１１で、レーザ発
振器内の光学損失をレーザ発振が抑制される程度に大き
くしておき、固体レーザ結晶３に十分なエネルギーが蓄
積された時刻で、Ｑ−スイッチ素子１１の変調を変化
させレーザ発振器内の光学損失を〜０まで急激に低下さ
せる。このとき、固体レーザ結晶３に蓄積されたエネ
ルギーはパルス上に放出されレーザ発振器はパルス発振
を開始する。パルス発振を開始した基本波は非線形光
学結晶７により波長変換される。波長変換光が発振す
ると、基本波のエネルギーが波長変換光に移動するため
基本波の発振が抑制され停止する。それと同時に波長変
換光の発振も停止する。このとき、固体レーザ結晶の中
にエネルギーが一部蓄積されたままになっており、基本
波が再び弱い発振を開始する。それと共に波長変換光
も再び発振を開始する。従って、レーザ発振器から複
数個の波長変換光のパルスが出力される（、）。
【００１０】一方、本発明によれば過飽和吸収体１０の
働きにより、基本波の２回目の発振が抑制されるため
に、波長変換光が発生せず、波長変換光は単一パルス
で発振する。基本波の第１回目の発振は固体レーザ結晶
３に蓄積されたエネルギーが大きいので大きな出力を持
ったパルスとなる。そのようなレーザ光に対しては過飽
和吸収体１０の吸収は飽和し、吸収が０に近くなるため
第１回目の発振には影響しない。基本波の第２回目の発
振時には固体レーザ結晶３内に蓄積されたエネルギーが
小さいため、基本波の第２回目の発振は弱いパルス発振
となる。そのようなレーザ光に対しては過飽和吸収体１
０の吸収は飽和せず大きな吸収を示すため、第２回目の
基本波の発振は抑制され、波長変換光の第２回目の発振
も起こらない。
働きにより、基本波の２回目の発振が抑制されるため
に、波長変換光が発生せず、波長変換光は単一パルス
で発振する。基本波の第１回目の発振は固体レーザ結晶
３に蓄積されたエネルギーが大きいので大きな出力を持
ったパルスとなる。そのようなレーザ光に対しては過飽
和吸収体１０の吸収は飽和し、吸収が０に近くなるため
第１回目の発振には影響しない。基本波の第２回目の発
振時には固体レーザ結晶３内に蓄積されたエネルギーが
小さいため、基本波の第２回目の発振は弱いパルス発振
となる。そのようなレーザ光に対しては過飽和吸収体１
０の吸収は飽和せず大きな吸収を示すため、第２回目の
基本波の発振は抑制され、波長変換光の第２回目の発振
も起こらない。
【００１１】
【発明の効果】本発明では内部共振器内に基本波に対し
過飽和の吸収特性を持った過飽和吸収体を配置すること
でパルスレーザ発振器に対し望ましくない第２回目のパ
ルス発振を抑制することができる。
過飽和の吸収特性を持った過飽和吸収体を配置すること
でパルスレーザ発振器に対し望ましくない第２回目のパ
ルス発振を抑制することができる。
【００１２】従って、本発明によれば内部共振器による
高効率のパルス型波長変換を、高出力かつ単一パルス発
振によって行うことができる。
高効率のパルス型波長変換を、高出力かつ単一パルス発
振によって行うことができる。
【図１】本発明の内部共振器型光パラメトリック発振器
の基本構成図である。
の基本構成図である。
【図２】従来の内部共振器型レーザ発振器の基本構成図
である。
である。
【図３】本発明及び従来の内部共振器型レーザ発振器の
動作を横軸に時間をとり説明した図である。
動作を横軸に時間をとり説明した図である。
１ レーザダイオード ２ 集光レンズ ３ 固体レーザ結晶 ４，８，１６ 波長選択性光学膜 ５ 波長選択性共振用ミラー ７ 非線形光学結晶 ９ 波長選択性共振用凹面 １０ 過飽和吸収体 １１ Ｑ−スイッチ素子
Claims (5)
- 【請求項１】 一対の反射鏡の間に、基本波レーザ媒質
と光パラメトリック発振を用いた波長変換用非線形光学
結晶が位置する内部共振器型レーザ共振器において、基
本波の吸収に対し過飽和吸収特性を持つ過飽和吸収体を
内部に配置した光パラメトリック発振器。 - 【請求項２】 固体レーザ結晶と、固体レーザ結晶の前
に配置され励起光に対して透過し固体レーザ結晶で発振
される基本波に対して高反射率となる第１の波長選択性
光学膜と、固体レーザ結晶の後方に配置され基本波に対
しては高反射率となりこれを基とする変換波に対しては
透過となる第２の波長選択性光学膜と、前記第１及び第
２の波長選択性光学膜の間に配置され基本波を受け変換
波を出力する非線形光学結晶と、前記第１及び第２の波
長選択性光学膜の間に配置される基本波に対する過飽和
吸収体とを具備する光パラメトリック発振器。 - 【請求項３】 内部に更にＱ−スイッチ素子を含むこと
を特徴とする請求項２の光パラメトリック発振器。 - 【請求項４】 Ｑ−スイッチ素子の動作に応答して単一
パルスの変換波を出力する請求項３の光パラメトリック
発振器。 - 【請求項５】 変換波が基本波に対して高調波となる請
求項４の光パラメトリック発振器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8066067A JPH09260761A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 光パラメトリック発振器 |
| DE69703997T DE69703997T2 (de) | 1996-03-22 | 1997-03-21 | Optischer parametrischer Oszillator mit sättigbarem Absorber |
| EP97104891A EP0797278B1 (en) | 1996-03-22 | 1997-03-21 | Optical parametric oscillator with saturable absorber |
| US08/823,016 US5892614A (en) | 1996-03-22 | 1997-03-21 | Optical parametric oscillator including a saturable absorber having a saturable absorption characteristic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8066067A JPH09260761A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 光パラメトリック発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260761A true JPH09260761A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13305143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8066067A Pending JPH09260761A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 光パラメトリック発振器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5892614A (ja) |
| EP (1) | EP0797278B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09260761A (ja) |
| DE (1) | DE69703997T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190052796A (ko) * | 2017-11-09 | 2019-05-17 | 원텍 주식회사 | 피부질환 치료용 레이저 공진기 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2758893B1 (fr) * | 1997-01-24 | 1999-04-16 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Oscillateur parametrique optique impulsionnel monomode |
| JP3349945B2 (ja) * | 1998-03-13 | 2002-11-25 | 日本電気株式会社 | 信号変換装置及び信号変換装置を用いた光伝送方式 |
| US6650682B1 (en) | 1999-04-30 | 2003-11-18 | University Of New Mexico | Bi-directional short pulse ring laser |
| US6710911B2 (en) * | 2001-03-02 | 2004-03-23 | Evident Technologies | Optical wavelength converter |
| KR100416600B1 (ko) * | 2001-06-15 | 2004-02-05 | 삼성전자주식회사 | 고조파 발생장치 |
| US6950449B2 (en) * | 2001-09-10 | 2005-09-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Passively Q-switched laser |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3609389A (en) * | 1970-01-15 | 1971-09-28 | Bell Telephone Labor Inc | Passive pulse transmission mode operation in a q-switched laser having an internal parametric oscillator |
| US4019156A (en) * | 1975-12-02 | 1977-04-19 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Active/passive mode-locked laser oscillator |
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