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JPH0743761A - Second harmonic generator - Google Patents

Second harmonic generator

Info

Publication number
JPH0743761A
JPH0743761A JP20571593A JP20571593A JPH0743761A JP H0743761 A JPH0743761 A JP H0743761A JP 20571593 A JP20571593 A JP 20571593A JP 20571593 A JP20571593 A JP 20571593A JP H0743761 A JPH0743761 A JP H0743761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
harmonic
fundamental wave
monolithic
lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20571593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomonobu Senoo
具展 妹尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP20571593A priority Critical patent/JPH0743761A/en
Publication of JPH0743761A publication Critical patent/JPH0743761A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] [Purpose] Even when incorporated into a system such as a laser disk, stable harmonic output is obtained without being affected by thermal effects in the system. [Structure] In a harmonic generator 21 having a monolithic resonator 5, a fiber coupling lens 12 and an optical fiber 13 are arranged on the high-long-wavelength optical axis on the exit side of the second harmonic 7 of the resonator 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a harmonic generator for converting a fundamental wave emitted from a laser light source into a harmonic using a monolithic resonator having a non-linear optical material.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In recent years, various devices have been proposed for obtaining a wavelength-converted second harmonic or third harmonic by passing a fundamental wave emitted from a semiconductor laser or the like through a nonlinear optical material. In these devices, a nonlinear optical material is arranged in a resonator composed of a plurality of reflecting surfaces, and a fundamental wave is confined in the resonator to be amplified so that harmonics are efficiently generated.

【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。
As a resonator, a monolithic resonator having a reflecting film provided on the end face of a non-linear optical material for causing resonance therein, and a resonator having a plurality of mirrors arranged therein are constructed. A discrete resonator in which a non-linear optical material is arranged is known. Recently, the mainstream is shifting from discrete type to monolithic type in which the fundamental wave is resonated inside the nonlinear optical material in order to downsize the device and improve the conversion efficiency to higher harmonics. is there.

【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。
FIG. 2 shows a second harmonic generator using a monolithic resonator as an example of a conventional harmonic generator. This second harmonic generation device 1 includes a semiconductor laser (hereinafter abbreviated as “LD”) 2, a collimating lens 3, a mode matching lens 4, and a monolithic resonator 5 made of a nonlinear optical material such as KNbO 3 crystal. It is configured. LD2 has a wavelength of 860n, for example.
The fundamental wave 6 of m is emitted. Two surfaces of the monolithic resonator 5 facing each other in the left and right in the figure are polished into a spherical shape and provided with predetermined optical films. That is, the surface on the left side of the figure is
It forms an incident surface of the fundamental wave 6 and a spherical mirror 8 provided with an optical film that partially transmits the fundamental wave 6. The surface on the right side of the drawing is the exit surface of the second harmonic wave 7,
A spherical mirror 9 provided with an optical film that is highly reflective and highly transmissive to the second harmonic 7. Further, the lower surface of the monolithic resonator 5 in the figure forms a plane mirror 10 that totally reflects both the fundamental wave 6 and the second harmonic wave 7.
In the figure, 11a is a Peltier element that controls the temperature of the LD 2, and 11b is a Peltier element that controls the temperature of the monolithic resonator 5.

【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。
In the above structure, the fundamental wave 6 having a wavelength of 860 nm emitted from the LD 2 is collimated by the collimator lens 3, passes through the mode matching lens 4, and passes through the spherical mirror 8 of the monolithic resonator 5 at point A. Incident from. At this time, the fundamental wave 6 is incident at a specific angle with respect to the crystal axis a so that the fundamental wave 6 incident on the point A travels parallel to the crystal axis a of the monolithic resonator 5. The incident fundamental wave 6 is reflected in a ring shape at points A, B, and C in the resonator constituted by the two spherical mirrors 8 and 9 and the plane mirror 10 to be multiplied.

【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。
Thus, the multiplied fundamental wave 6 propagates through the monolithic resonator 5 in the crystal axis a direction, and when the phase matching condition is satisfied, a part of the fundamental wave 6 has a wavelength of 430 nm of c-axis linearly polarized light. Converted to the second harmonic 7. Then, a part of the fundamental wave 6 is scattered by impurities or the like inside the crystal and becomes return light having a reverse path. When this return light enters the LD 2, the frequency of the LD light is drawn to the resonance frequency of the resonator 5 and locked to the resonance frequency of the resonator 5 with a certain region. This locked frequency range is called the rocking range, and the amount of light returned from the resonator 5 is 40 dB.
At this time, the rocking range is about 3.5 GHz.

【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。
By maintaining the frequency of the LD light within such a rocking range, a stable second harmonic output can be obtained.

【0008】[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。
However, although both the resonator 5 and the LD 2 are temperature controlled, in reality,
When the environmental temperature changes, the resonator temperature and LD temperature change,
As a result, the locking range and the LD frequency are shifted, and finally the LD frequency deviates from the locking range, and the second harmonic light is stopped. Therefore, when the second harmonic generation device is incorporated into a laser disk system or a laser printer system, there is a problem that stable operation becomes difficult due to thermal influence from other parts in the system.

【0009】[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。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a light source for generating a fundamental wave, a coupling optical system, and a resonator including a nonlinear optical material. The second harmonic generation device is characterized in that an optical fiber is provided on the second harmonic emission side of the resonator in the second harmonic generation device. In the present invention, a monolithic type resonator is optimally applied as a resonator in the present invention, and therefore a monolithic type resonator will be described below as an example, but a discrete type resonator can of course be used.

【0010】[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。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples. It should be noted that substantially the same parts as those of the apparatus of FIG. 2 described as the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a second harmonic generation device 21 which is an embodiment of the present invention. As compared with the conventional example of FIG. 2, a fiber coupling lens 12 and an optical fiber 13 are further provided on the second harmonic emission side of the monolithic resonator 5.
And are arranged on the optical axis of the second harmonic wave 7. As the fiber coupling lens 12, a spherical lens, a SELFOC lens (manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd., a product name), a convex lens, an aspherical lens, and a combination lens thereof can be used.
As the optical fiber 13, a constant polarization optical fiber (core diameter 3 to 5 μm, length 2 m) having a small propagation loss is suitable.

【0011】[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。
In the present invention, the fiber coupling lens 12 functions so as to efficiently couple the second harmonic emission light 7 of the monolithic resonator 5 to the optical fiber 13. The second harmonic light 7 guided into the optical fiber 13 is emitted from the other end of the fiber with almost no propagation loss. In the present invention, since the optical fiber 13 is used, the light source can be freely arranged, and the degree of freedom in designing the entire system such as a laser disk and a laser printer is increased. In particular, the second harmonic generation device 21 is vulnerable to temperature changes (heat), so that the arrangement for thermal isolation can be facilitated through the optical fiber 13, which contributes to stable operation of the light source and the entire system.

【0012】[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。
According to the present invention, since the light source can be freely arranged in the system by incorporating the optical fiber, it is possible to easily avoid the influence of heat generation and vibration from the system. Have. In addition, by incorporating the optical fiber, the accuracy of the light emitting point position, which is important in the optical pickup, is improved, the manufacturing yield of the optical system of the optical pickup is improved, and the cost of the device is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a second harmonic generation device of the present invention.

【図2】従来の第2高調波発生装置の一例を示す側面
図。
FIG. 2 is a side view showing an example of a conventional second harmonic generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1, 21: Harmonic generation device 2: Semiconductor laser (LD) 3: Collimating lens 4: Mode matching lens 5: Monolithic resonator 6: Fundamental wave 7: Second harmonic wave 8, 9: Spherical mirror 10: Plane mirror 11a, 11b: Peltier element 12: Fiber coupling lens 13: Optical fiber

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A second harmonic generation device including a light source for generating a fundamental wave, a coupling optical system, and a resonator including a nonlinear optical material, wherein an optical fiber is provided on the second harmonic emission side of the resonator. A second harmonic generation device characterized in that
JP20571593A 1993-07-28 1993-07-28 Second harmonic generator Pending JPH0743761A (en)

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JP20571593A JPH0743761A (en) 1993-07-28 1993-07-28 Second harmonic generator

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JP20571593A JPH0743761A (en) 1993-07-28 1993-07-28 Second harmonic generator

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JP20571593A Pending JPH0743761A (en) 1993-07-28 1993-07-28 Second harmonic generator

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