JPS6134496Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、レーザ核融合用の波長変換器に関す
る。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

近時、大出力レーザを用いた核融合実験が行わ
れ、ターゲツトへの吸収効率の良い短波長レーザ
が必要となつている。しかし、現段階では、大出
力、短波長の新レーザが完成していないので、波
長変換器を用いて、波長1.06μｍの強力なガラス
レーザの２倍高調波（0.53μｍ）、３倍高調波
（0.35μｍ）を得、これによつて高い効率でプラ
ズマ爆縮を起こし、ブレークイーブンを実現しよ
うとしている。ところで、上記波長変換器として
は、非線形光学効果を奏するKDP（リン酸第１
カリウム；KH₂PO₄）単結晶が用いられている。
しかし、大出力レーザ核融合装置においては、ビ
ーム口径が20cm〜40cm程度になるので、非常に大
型のKDP単結晶が必要となる。しかし、大型の
KDP単結晶は、今のところ製造が困難である。
そこで、小型のKDP単結晶を一つの容器内にて
複数個一体的に組合せることにより、１個の
KDP単結晶からなる波長変換器と実質的にほぼ
同等の変換効率を有する波長変換器を得ていた。

しかるに、このような複数個のKDP単結晶か
らなる波長変換器は、KDP単結晶の収納容器の
構造の良否により、変換効率が大きく左右され
る。にもかかわらず、従来においては、上記収納
容器の構造は、様々であり、しかもどれも特有の
欠点をもつているがゆえに、変換効率に限界があ
つた。

〔考案の目的〕

本考案は、上記事情を勘案してなされたもの
で、変換効率が高い波長変換器を提供することを
目的とする。

〔考案の概要〕

KDP単結晶を所定位置に配設させるための内
枠と、この内枠を支持する外枠とを一体的に形成
するとともに、外枠に真空引きのための吸引通路
及びマツチング液体導入のための導入通路を設け
たものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面を参照して詳述
する。

第１図は、本実施例の波長変換器を示してい
る。すなわち、この波長変換器は、円環状の枠体
部１と、この枠体部１により保持された複数の板
状KDP単結晶２…からなる波長変換器３と、上
記KDP単結晶２…の両主面に密接して挾持する
窓部４とからなつている。上記枠体部１は、円筒
状の容器体１ａと、この容器体１ａ内周部に同軸
に密着して固定された円環状の外枠５（第２図参
照）及びこの外枠５の中空部に支持されKDP単
結晶２…を所定位置に配置させるための薄板状の
内枠６からなる枠体７と、外枠５の両側面に凹設
された一対の円環状の溝８，８と、これら溝８，
８中に嵌合保持されたＯリング９，９と、容器体
１ａに螺着され外枠５中空部の真空引きを行うた
めの排気通路となる吸引管１０と、外枠５に穿設
され吸引管１０に連通して排気通路となる吸引孔
１０ａと、容器体１ａに吸引管１０と対向して螺
着され外枠５中空部にKDPと等価な光学的性質
を有するマツチング液体１１を導入するための通
路となる導入管１２と、外枠５に穿設され導入管
１２に連通してマツチング液体１１導入通路とな
る導入孔１２ａとからなつている。上記外枠５の
内面は、例えば放電加工により正８角形に形成さ
れている。また、上記内枠６は、十字を形成する
正方形をなす中空部分が５個及びこれら正方形の
周辺を埋める２等辺三角形をなす中空部分が４個
形成されるように例えば放電加工により加工され
ている。さらに、外枠５と内枠６の両側面は、面
一となるように研磨加工されている。さらに、吸
引管１０及び導入管１２には、それぞれコツク１
３，１４が取付けられ、開閉自在となつている。
一方、波長変換部３は、枠体７に嵌合保持された
５個の正方形状KDP単結晶２…及び４個の２等
辺三角形状KDP単結晶２…と、これらKDP単結
晶２…と枠体７との空隙に充填されたマツチング
液体１１とからなつている。これらKDP単結晶
２…の厚さは、枠体７の厚さとほぼ等しく（厳密
には、枠体７より10μｍ程度薄い。）設定されて
いる。さらに、窓部４は、KDP単結晶２…を密
接して挾持する例えば石英などの透明板１５，１
５と、これら透明板１５，１５の外周部を押圧し
て枠体部１に一体的に固定する円環状の押圧片１
６，１６とからなつている。上記透明板１５，１
５は、容器体１ａと枠体７により形成された凹部
に嵌合されている。また、押圧片１６，１６は、
例えばねじなどにより容器体１ａに締着されてい
る。

上記構成の波長変換器を組立てるには、まず、
枠体６の所定の中空部分中に、対応するKDP単
結晶２…を嵌合させる。ついで、透明板１５，１
５を、容器体１ａと枠体７により形成された凹部
に嵌合させ、枠体７及びKDP単結晶２…に密接
させる。さらに、押圧片１６，１６を容器体１ａ
にねじ締めすることにより、透明板１５，１５を
固定する。その結果、これら透明板１５，１５及
びＯリング９，９によりKDP単結晶２…を取り
囲む空隙は密封される。ついで、コツク１３を開
成して吸引管１０を真空源に接続し、枠体７内部
の真空引きをし、枠体７とKDP単結晶２…との
空隙を真空状態にする。このとき、導入管１２の
コツク１４は閉成状態にしておく。しかして、吸
引管１０のコツク１３を閉成状態にし、導入管１
２をマツチング液体１１の供給源に接続するとと
もに、コツク１４を開成状態にする。その結果、
真空状態となつている枠体７とKDP単結晶２…
との空隙がマツチング液体１１により充填され
る。そして、マツチング液体１１の充填作業終了
後、コツク１４を閉成する。

このように、本実施例の波長変換器は、外枠５
と内枠６とを両対向面が面一となるように一体的
に成形し、かつ外枠にＯリング９，９を設けたの
でKDP単結晶を完全に密封することができると
ともに、各構成部品の加工精度を向上させること
が可能となり、組立精度が向上し、KDP単結晶
の整列精度が向上する。さらに、KDP単結晶２
…が収納された密封空間をいつたん真空状態にし
てマツチング液体を導入するようにしている結
果、密封空間に空気が混入することがなくなる。
以上の諸効果が相俟つて、KDP単結晶２…の非
線形光学効果による波長変換効率を向上させるこ
とができる。

なお、波長変換光学素子としてはKDPに限定
することはない。たとえば、ADP（リン酸第１
アンモニウム）でもよい。さらに、枠体により保
持されるKDPの数は複数個であるならば、例え
ば16個、25個等任意に選択してよい。また、
KDPの形状についても、例えば正六角形など適
宜に選択してよい。

〔考案の効果〕

本考案は、外枠と内枠を一体構造にしているこ
と、いつたん真空引きしてからマツチング液体を
KDP単結晶を収納している密封空間に導入する
ようにしていることとが相俟つて、各構成部品の
加工精度を向上させることが可能となり組立精度
が高くなり、波長変光学素子の整列精度が向上す
るとともに、密封空間に空気が混入することがな
くなり、波長変換効率を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の波長変換器の断面
図、第２図は第１図の枠体部の正面図である。 ２：KDP単結晶（波長変換光学素子）、４：窓
部、６：内枠、９：Ｏリング、１０ａ：吸引孔
（吸引通路）、１１：マツチング液体、１２ａ：導
入孔（導入通路）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の収納空間を形成する内枠と、この内枠が
   一体的に支持された環状の外枠と、上記収納空間
   に嵌合保持された波長変換光学素子と、上記外枠
   の両対向面に嵌着された一対のＯリングと、上記
   Ｏリングとともに上記波長変換光学素子を密封し
   かつ上記波長変換素子を挾持する窓部と、上記外
   枠に設けられ上記波長変換光学素子が収納された
   収納空間を真空状態にする吸引通路と、上記外枠
   に設けられ真空状態下にある上記収納空間に上記
   波長変換光学素子と等価な光学的特性を有するマ
   ツチング液体を導入する導入通路とを具備するこ
   とを特徴とする波長変換器。