JPH0593934A - 高調波発生装置 - Google Patents
高調波発生装置Info
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- JPH0593934A JPH0593934A JP28230091A JP28230091A JPH0593934A JP H0593934 A JPH0593934 A JP H0593934A JP 28230091 A JP28230091 A JP 28230091A JP 28230091 A JP28230091 A JP 28230091A JP H0593934 A JPH0593934 A JP H0593934A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】共振する基本波により発生した熱を効率よく外
部へ放出させ、共振器の温度上昇や温度分布の不均一を
低減させ、応答速度の速い温度調整を行う。 【構成】共振器１５内に入射した基本波１７は、非線形
光学材料中を結晶軸ａに沿って伝搬し、球面ミラー１９
に対面する球面ミラー２０の点Ｂで反射され、平面ミラ
ー２１の点Ｃに向い、平面ミラー２１の点Ｃで反射され
て球面ミラー１９の点Ａに戻り、点Ａで反射されて再び
結晶軸ａに沿って伝搬し、元の光と重なり合い進行波型
の三角状のリング共振がなされる。この共振経路におい
て、結晶軸ａに沿って伝搬する波長変換に寄与する光路
と、平面ミラー２１に対面する面２２との距離は、平面
ミラー２１と面２２間の距離の１／３以下となってい
る。
部へ放出させ、共振器の温度上昇や温度分布の不均一を
低減させ、応答速度の速い温度調整を行う。 【構成】共振器１５内に入射した基本波１７は、非線形
光学材料中を結晶軸ａに沿って伝搬し、球面ミラー１９
に対面する球面ミラー２０の点Ｂで反射され、平面ミラ
ー２１の点Ｃに向い、平面ミラー２１の点Ｃで反射され
て球面ミラー１９の点Ａに戻り、点Ａで反射されて再び
結晶軸ａに沿って伝搬し、元の光と重なり合い進行波型
の三角状のリング共振がなされる。この共振経路におい
て、結晶軸ａに沿って伝搬する波長変換に寄与する光路
と、平面ミラー２１に対面する面２２との距離は、平面
ミラー２１と面２２間の距離の１／３以下となってい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ等の光源
から発せられる基本波を、非線形光学材料を含むモノリ
シック型共振器内で高調波に変換する高調波発生装置に
関する。
から発せられる基本波を、非線形光学材料を含むモノリ
シック型共振器内で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。
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外部共
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、外部共振器型の
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。
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外部共
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、外部共振器型の
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。
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。
【０００５】この第２高調波発生装置１は、半導体レー
ザ（以下ＬＤとする）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 結晶等からなる非線
形光学材料５によって構成されている。ＬＤ２は、例え
ば波長860nm の基本波６を出射する。非線形光学材料５
の図中左右の２面は、球面状に研磨加工されている。こ
のうち図中左側の面は基本波６の入射面をなし、この面
に基本波６に対して一部透過の球面ミラー８が形成され
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、この面に基本波６に対して高反射、第２高調波７
に対して高透過の球面ミラー９が形成されている。更
に、非線形光学材料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を成して
いる。
ザ（以下ＬＤとする）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 結晶等からなる非線
形光学材料５によって構成されている。ＬＤ２は、例え
ば波長860nm の基本波６を出射する。非線形光学材料５
の図中左右の２面は、球面状に研磨加工されている。こ
のうち図中左側の面は基本波６の入射面をなし、この面
に基本波６に対して一部透過の球面ミラー８が形成され
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、この面に基本波６に対して高反射、第２高調波７
に対して高透過の球面ミラー９が形成されている。更
に、非線形光学材料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を成して
いる。
【０００６】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、非
線形光学材料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が非線形材料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。この基本波６は、２つの球面
ミラー８、９と、平面ミラー１０とで構成されるリング
共振器内の点Ａ、Ｂ、Ｃでリング型に反射して増幅され
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、非
線形光学材料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が非線形材料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。この基本波６は、２つの球面
ミラー８、９と、平面ミラー１０とで構成されるリング
共振器内の点Ａ、Ｂ、Ｃでリング型に反射して増幅され
る。
【０００７】そして、基本波６は、非線形光学材料５内
を結晶軸ａの方向に通過するとき、その一部が波長430n
m の第２高調波７に変換され、球面ミラー９のＢ点から
出射される。なお、位相整合条件に適合させて高調波へ
の変換効率を安定させるため、非線形光学材料５はペル
チェ素子等による温度制御が行われる。このような高調
波発生装置を用いれば、基本波を効率よく高調波に変換
することができる。
を結晶軸ａの方向に通過するとき、その一部が波長430n
m の第２高調波７に変換され、球面ミラー９のＢ点から
出射される。なお、位相整合条件に適合させて高調波へ
の変換効率を安定させるため、非線形光学材料５はペル
チェ素子等による温度制御が行われる。このような高調
波発生装置を用いれば、基本波を効率よく高調波に変換
することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第２高調波発生装置では、第２高調波発生時に基本
波が共振進行していく場合に、非線形光学材料自身によ
る散乱や吸収により発熱し、非線形光学材料の温度上昇
や温度分布の不均一が生じる。この温度上昇による熱膨
張及び屈折率の変化により共振器の光路長変化が生じ、
安定な共振状態を持続することができなくなることがあ
った。また温度分布の不均一により高効率な位相整合を
得ることができなかった。
来の第２高調波発生装置では、第２高調波発生時に基本
波が共振進行していく場合に、非線形光学材料自身によ
る散乱や吸収により発熱し、非線形光学材料の温度上昇
や温度分布の不均一が生じる。この温度上昇による熱膨
張及び屈折率の変化により共振器の光路長変化が生じ、
安定な共振状態を持続することができなくなることがあ
った。また温度分布の不均一により高効率な位相整合を
得ることができなかった。
【０００９】したがって、本発明の目的は、基本波の共
振による熱発生から生じた共振器の温度変化及び温度分
布の不均一を低減することにより、共振光路長の変化を
抑えるとともに、全非線形光学材料長にわたった位相整
合を可能にし、高調波出力を高効率かつ高安定に発生さ
せることができる高調波発生装置を提供することにあ
る。
振による熱発生から生じた共振器の温度変化及び温度分
布の不均一を低減することにより、共振光路長の変化を
抑えるとともに、全非線形光学材料長にわたった位相整
合を可能にし、高調波出力を高効率かつ高安定に発生さ
せることができる高調波発生装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高調波発生装置は、対面する２曲面と１平
面の３つの反射面によって内部で基本波を三角状にリン
グ共振させる非線形光学材料を含むモノリシック型共振
器を備えた高調波発生装置において、前記非線形光学材
料内の共振モードのうち波長変換に寄与する光路と、前
記１平面からなる反射面に対面する面との距離が、非線
形光学材料の前記１平面からなる反射面とそれに対面す
る面間の距離の１／３以下であることを特徴とする。
め、本発明の高調波発生装置は、対面する２曲面と１平
面の３つの反射面によって内部で基本波を三角状にリン
グ共振させる非線形光学材料を含むモノリシック型共振
器を備えた高調波発生装置において、前記非線形光学材
料内の共振モードのうち波長変換に寄与する光路と、前
記１平面からなる反射面に対面する面との距離が、非線
形光学材料の前記１平面からなる反射面とそれに対面す
る面間の距離の１／３以下であることを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の高調波発生装置は、非線形光学材料の
共振モードのうち波長変換に寄与する光路と、１平面か
らなる反射面に対面する面との距離が、非線形光学材料
の前記１平面からなる反射面とそれに対面する面間の距
離の１／３以下であるので、共振する基本波により発生
した熱は、１平面からなる反射面に対面する面から外部
へ放出されやすく、非線形光学材料の温度上昇が小さく
なる。また、従来に比して、１平面からなる反射面に対
面する面に隣接して置かれるペルチェ素子等の温度調整
素子と、共振光路のうち波長変換に寄与する部位との距
離が小さいので、応答速度の速い温度調整を行うことが
可能となる。
共振モードのうち波長変換に寄与する光路と、１平面か
らなる反射面に対面する面との距離が、非線形光学材料
の前記１平面からなる反射面とそれに対面する面間の距
離の１／３以下であるので、共振する基本波により発生
した熱は、１平面からなる反射面に対面する面から外部
へ放出されやすく、非線形光学材料の温度上昇が小さく
なる。また、従来に比して、１平面からなる反射面に対
面する面に隣接して置かれるペルチェ素子等の温度調整
素子と、共振光路のうち波長変換に寄与する部位との距
離が小さいので、応答速度の速い温度調整を行うことが
可能となる。
【００１２】
【実施例】図１には本発明を第２高調波発生装置に適用
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置等にも適用することができる。この第２高調波発生
装置１１は基本波の光源としてのＬＤ１２、コリメート
レンズ１３、モードマッチングレンズ１４、モノリシッ
ク型共振器１５、ペルチェ素子１６が順次配列されて構
成されている。
した一実施例が示されている。なお、本発明は第２高調
波発生装置に限定されるものではなく、第３高調波発生
装置等にも適用することができる。この第２高調波発生
装置１１は基本波の光源としてのＬＤ１２、コリメート
レンズ１３、モードマッチングレンズ１４、モノリシッ
ク型共振器１５、ペルチェ素子１６が順次配列されて構
成されている。
【００１３】ＬＤ１２はこの実施例では、波長860nm 、
単一縦、単一横モードで、非点収差の少ない基本波１７
を出射するものが用いられている。なお、光源としては
ＬＤによって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの固体レー
ザ媒質からのレーザ発振光を用いることもできる。コリ
メートレンズ１３は、ＬＤ１２から出射される基本波１
７を平行なビームにし、モードマッチングレンズ１４
は、このビームを絞ってモノリシック型共振器１５内の
共振モードと入射ビームとを整合させる役割をなす。
単一縦、単一横モードで、非点収差の少ない基本波１７
を出射するものが用いられている。なお、光源としては
ＬＤによって励起されたＹＡＧ、ＹＬＦなどの固体レー
ザ媒質からのレーザ発振光を用いることもできる。コリ
メートレンズ１３は、ＬＤ１２から出射される基本波１
７を平行なビームにし、モードマッチングレンズ１４
は、このビームを絞ってモノリシック型共振器１５内の
共振モードと入射ビームとを整合させる役割をなす。
【００１４】モノリシック型共振器１５は、この実施例
では、非線形光学材料として、ＫＮｂＯ3 結晶が用いら
れている。基本波１７の入射側に位置する一方のモノリ
シック型共振器１５の端面は球面状に形成されており、
この面には基本波１７を９３％反射する反射膜が蒸着さ
れて球面ミラー１９とされている。また、第２高調波１
８の出射側に位置する共振器１５の前記端面に対面する
もう一つの端面は、同じく球面状に形成されており、こ
の面に基本波１７を９９．９％反射、第２高調波１８を
９０％透過する反射膜が蒸着されて球面ミラー２０とさ
れている。更に、非線形光学材料の図中下面は、結晶軸
ａに沿って平面にカットされ、基本波１７、第２高調波
１８を共に全反射する平面ミラー２１としてある。
では、非線形光学材料として、ＫＮｂＯ3 結晶が用いら
れている。基本波１７の入射側に位置する一方のモノリ
シック型共振器１５の端面は球面状に形成されており、
この面には基本波１７を９３％反射する反射膜が蒸着さ
れて球面ミラー１９とされている。また、第２高調波１
８の出射側に位置する共振器１５の前記端面に対面する
もう一つの端面は、同じく球面状に形成されており、こ
の面に基本波１７を９９．９％反射、第２高調波１８を
９０％透過する反射膜が蒸着されて球面ミラー２０とさ
れている。更に、非線形光学材料の図中下面は、結晶軸
ａに沿って平面にカットされ、基本波１７、第２高調波
１８を共に全反射する平面ミラー２１としてある。
【００１５】モノリシック型共振器１５を構成する非線
形光学材料は、結晶軸ａ方向の長さ７．０ｍｍ、球面の
曲率半径５．０ｍｍのブロックとされている。この第２
高調波発生装置１１を用い、ＬＤ１２から波長860nm の
基本波１７を出射すると、基本波１７は、コリメートレ
ンズ１３によって平行なビームとされた後、モードマッ
チングレンズ１４によって集光されて、球面ミラー１９
の点Ａからモノリシック型共振器１５内に入射する。
形光学材料は、結晶軸ａ方向の長さ７．０ｍｍ、球面の
曲率半径５．０ｍｍのブロックとされている。この第２
高調波発生装置１１を用い、ＬＤ１２から波長860nm の
基本波１７を出射すると、基本波１７は、コリメートレ
ンズ１３によって平行なビームとされた後、モードマッ
チングレンズ１４によって集光されて、球面ミラー１９
の点Ａからモノリシック型共振器１５内に入射する。
【００１６】共振器１５内に入射した基本波１７は、非
線形光学材料中を結晶軸ａに沿って伝搬し、球面ミラー
１９に対面する球面ミラー２０の点Ｂで反射され、平面
ミラー２１の点Ｃに向い、平面ミラー２１の点Ｃで反射
されて球面ミラー１９の点Ａに戻り、点Ａで反射されて
再び結晶軸ａに沿って伝搬し、元の光と重なり合って進
行波型の共振がなされる。このように基本波１７は、モ
ノリシック型共振器１５内において三角状のリング共振
経路をとって共振し増幅される。この共振経路におい
て、結晶軸ａに沿って伝搬する波長変換に寄与する光路
と、平面ミラー２１に対面する面２２との距離は、平面
ミラー２１と面２２間の距離の１／３以下となってい
る。
線形光学材料中を結晶軸ａに沿って伝搬し、球面ミラー
１９に対面する球面ミラー２０の点Ｂで反射され、平面
ミラー２１の点Ｃに向い、平面ミラー２１の点Ｃで反射
されて球面ミラー１９の点Ａに戻り、点Ａで反射されて
再び結晶軸ａに沿って伝搬し、元の光と重なり合って進
行波型の共振がなされる。このように基本波１７は、モ
ノリシック型共振器１５内において三角状のリング共振
経路をとって共振し増幅される。この共振経路におい
て、結晶軸ａに沿って伝搬する波長変換に寄与する光路
と、平面ミラー２１に対面する面２２との距離は、平面
ミラー２１と面２２間の距離の１／３以下となってい
る。
【００１７】こうして増幅された基本波１７は、非線形
光学材料中を結晶軸ａ方向に伝搬するとき、その一部が
波長430nm の第２高調波１８に変換される。この第２高
調波１８が球面ミラー２０から出射される。したがっ
て、本発明の高調波発生装置１１を情報検出用光源とし
て用いて、光記録媒体の情報読み取り装置を構成した場
合には、記録密度の高い装置を得ることができるばかり
でなく、装置の小型化も図ることができる。
光学材料中を結晶軸ａ方向に伝搬するとき、その一部が
波長430nm の第２高調波１８に変換される。この第２高
調波１８が球面ミラー２０から出射される。したがっ
て、本発明の高調波発生装置１１を情報検出用光源とし
て用いて、光記録媒体の情報読み取り装置を構成した場
合には、記録密度の高い装置を得ることができるばかり
でなく、装置の小型化も図ることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非線形光学材料の共振モードのうち波長変換に寄与する
光路と、非線形光学材料の１平面からなる反射面に対面
する面との距離が、前記１平面からなる反射面とそれに
対面する面間の距離の１／３以下であるから、共振する
基本波により発生した熱は前記１平面からなる反射面に
対面する面から外部へ放出されやすく、共振器の温度上
昇や温度分布の不均一が低減される。
非線形光学材料の共振モードのうち波長変換に寄与する
光路と、非線形光学材料の１平面からなる反射面に対面
する面との距離が、前記１平面からなる反射面とそれに
対面する面間の距離の１／３以下であるから、共振する
基本波により発生した熱は前記１平面からなる反射面に
対面する面から外部へ放出されやすく、共振器の温度上
昇や温度分布の不均一が低減される。
【００１９】また、従来に比して、前記１平面からなる
反射面に対面する面に隣接して置かれるペルチェ素子等
の温度調整素子と、共振経路のうち波長変換に寄与する
部位との距離が小さいため、応答速度の速い温度調整を
行うことが可能となり、高調波を高効率かつ高安定に発
生させることができる。
反射面に対面する面に隣接して置かれるペルチェ素子等
の温度調整素子と、共振経路のうち波長変換に寄与する
部位との距離が小さいため、応答速度の速い温度調整を
行うことが可能となり、高調波を高効率かつ高安定に発
生させることができる。
【図１】本発明の第２高調波発生装置の一実施例を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】従来の第２高調波発生装置の一例を示す側面図
である。
である。
１１ 第２高調波発生装置 １２ ＬＤ １３ コリメートレンズ １４ モードマッチングレンズ １５ モノリシック型共振器 １６ ペルチェ素子 １７ 基本波 １８ 第２高調波 １９ 球面ミラー ２０ 球面ミラー ２１ 平面ミラー
Claims (1)
- 【請求項１】対面する２曲面と１平面の３つの反射面に
よって内部で基本波を三角状にリング共振させる非線形
光学材料を含むモノリシック型共振器を備えた高調波発
生装置において、前記非線形光学材料内の共振モードの
うち波長変換に寄与する光路と、前記１平面からなる反
射面に対面する面との距離が、非線形光学材料の前記１
平面からなる反射面とそれに対面する面間の距離の１／
３以下であることを特徴とする高調波発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28230091A JPH0593934A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 高調波発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28230091A JPH0593934A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 高調波発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593934A true JPH0593934A (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=17650631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28230091A Withdrawn JPH0593934A (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 高調波発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0593934A (ja) |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP28230091A patent/JPH0593934A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |