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CN110050229B - 波长转换装置 - Google Patents

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CN110050229B
CN110050229B CN201780075736.7A CN201780075736A CN110050229B CN 110050229 B CN110050229 B CN 110050229B CN 201780075736 A CN201780075736 A CN 201780075736A CN 110050229 B CN110050229 B CN 110050229B
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Abstract

波长转换装置(1)具备：第1非线性介质(11)，其将脉冲振荡产生的基波即第1光束(21)向基波的高次谐波即第2光束(22)转换；第2非线性介质(12)，其以第2光束和透过第1非线性介质的第1光束为基础，使第3光束(23)产生；以及调节单元(30)，其对从第1光束向第2光束的转换效率进行调节。在变更了第1光束的脉冲振荡频率的情况下，通过调节单元对转换效率进行调节，从而第1非线性介质的温度中的第3光束的强度的温度依赖性示出单一最大值，并且维持示出最大值的第1非线性介质的温度与第2光束的强度示出最大值的第1非线性介质的温度相同的状态。

Description

波长转换装置
技术领域
本发明涉及对在非线性介质中产生的高次谐波进行输出的波长转换装置。
背景技术
当前，已知如下波长转换装置，该波长转换装置具备产生基波的第2高次谐波的非线性介质、以及产生基波和第2高次谐波的和频即第3高次谐波的非线性介质。第2高次谐波为基波的波长的一半波长的高次谐波。第3高次谐波为基波的波长的3分之一波长的高次谐波。已知从波长转换装置输出的高次谐波的强度依赖于非线性介质的温度而产生变化。在波长转换装置中，有时进行非线性介质的温度控制，以使输出的高次谐波的强度提高，并且得到稳定的强度的高次谐波。
在专利文献1中公开了以第3高次谐波产生(Third Harmonic Generation，THG)晶体的输出为基础，对第2高次谐波产生(Second Harmonic Generation，SHG)晶体的温度进行设定的技术。SHG晶体为使第2高次谐波产生的非线性介质。THG晶体为使第3高次谐波产生的非线性介质。SHG晶体和THG晶体形成为在SHG晶体的温度与从THG晶体输出的第3高次谐波的强度的对应关系中产生第3高次谐波的强度的多个峰值。SHG晶体的温度设定为与多个峰值对应的温度中间的温度。通过将设为能够从波长转换装置输出大于或等于一定强度的强度的第3高次谐波的SHG晶体的温度的范围扩大，波长转换装置能够减少由SHG晶体的温度的变化引起的对第3高次谐波的强度的影响。
专利文献1：日本特开2013-205426号公报
发明内容
根据专利文献1的技术，通过将SHG晶体的温度设定为与第3高次谐波的强度的峰值对应的温度之外的温度，与峰值时的强度相比输出的第3高次谐波的强度降低。除此之外，在将SHG晶体的温度设定为与第3高次谐波的强度的峰值对应的温度的情况下，会缩小能够输出大于或等于一定强度的第3高次谐波的SHG晶体的温度的范围。在该情况下，由SHG晶体的温度的变化引起的对第3高次谐波的强度的影响大。因此，波长转换装置难以兼顾输出的高次谐波的强度的提高和高次谐波的强度的稳定化。
在从脉冲激光束即基波向高次谐波的转换中，在基波的脉冲振荡频率为某值时，相对于SHG晶体的温度的第3高次谐波的强度的峰值为单一的峰值。在从该状态，将光源的平均功率设为一定而使脉冲振荡频率的值向低的值变更的情况下，从SHG晶体的基波向第2高次谐波的转换效率高。由于转换效率变高，因此第3高次谐波的强度的峰值有时从单一的峰值向多个峰值变化。在该情况下，由于从SHG晶体射出的基波的强度降低，因此由THG晶体产生的第3高次谐波的强度变低。另外，由于第3高次谐波的强度的峰值为多个峰值，因此有时由SHG晶体的温度变化引起的第3高次谐波的强度的变化大。因此，波长转换装置难以兼顾输出的高次谐波的强度的提高和高次谐波的强度的稳定化。
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到能够实现输出的高次谐波的强度的提高和稳定化的波长转换装置。
为了解决上述课题，达成目的，本发明涉及的波长转换装置具备：第1非线性介质，其使脉冲振荡产生的基波即第1光束向基波的高次谐波即第2光束转换；第2非线性介质，其以第2光束和透过第1非线性介质的第1光束为基础，使第3光束产生；以及调节单元，其对从第1光束向第2光束的转换效率进行调节。在变更了第1光束的脉冲振荡频率的情况下，通过调节单元对转换效率进行调节，从而第1非线性介质的温度中的第3光束的强度的温度依赖性示出单一最大值，并且维持示出最大值的第1非线性介质的温度与第2光束的强度示出最大值的第1非线性介质的温度相同的状态。
发明的效果
本发明涉及的波长转换装置取得能够实现输出的高次谐波的强度的提高和稳定化的效果。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1涉及的波长转换装置的概略结构的图。
图2是说明图1所示的SHG晶体中的激光束的第1图。
图3是说明图1所示的SHG晶体中的激光束的第2图。
图4是表示图1所示的SHG晶体的温度与激光束的强度的关系的第1图。
图5是表示图1所示的SHG晶体的温度与激光束的强度的关系的第2图。
图6是表示图1所示的SHG晶体的温度与激光束的强度的关系的第3图。
图7是表示实施方式1中的对SHG晶体的转换效率进行调节的顺序的例子的流程图。
图8是表示图1所示的SHG晶体的温度变化与激光束的强度的关系的例子的图。
图9是表示关于由图1所示的移动机构进行的调节的变形例的图。
图10是表示本发明的实施方式2涉及的波长转换装置的概略结构的图。
图11是说明图10所示的SHG晶体中的激光束的第1图。
图12是说明图10所示的SHG晶体中的激光束的第2图。
图13是表示实施方式2中的对SHG晶体的转换效率进行调节的顺序的例子的流程图。
图14是表示本发明的实施方式3涉及的波长转换装置的概略结构的图。
图15是表示本发明的实施方式4涉及的波长转换装置的概略结构的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式涉及的波长转换装置进行详细说明。此外，并不是通过该实施方式对本发明进行限定。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1涉及的波长转换装置1的概略结构的图。波长转换装置1具备：第1非线性介质即第2高次谐波产生(SHG)晶体11，其使脉冲振荡产生的基波即第1光束向基波的高次谐波即第2光束转换；以及第2非线性介质即第3高次谐波产生(THG)晶体12，其以第2光束和透过SHG晶体11的第1光束为基础，使第3光束产生。在实施方式1中，第3光束为基波和高次谐波的和频。
波长转换装置1具备射出第1光束即激光束21的激光光源10。在以下的说明中，有时将激光束21的波长称为第1波长。在实施方式1中，第1波长为1064nm。
激光光源10为YAG激光或YVO4激光。YAG激光为将钇(Yttrium)、铝(Aluminum)及石榴石(Garnet)用作激光介质的固体激光。YVO4激光为将钇(Yttrium)及四氧化钒(Vanadiumtetraoxide，VO4)用作激光介质的固体激光。在1个例子中，激光光源10通过Q开关振荡使激光束21产生。Q开关振荡是通过在激光介质中的激励状态的原子增加后使其进行振荡，从而使产生的激光的强度提高的振荡方法。此外，激光光源10也可以是YAG激光及YVO4激光之外的固体激光。
聚光光学系统13设置于激光光源10和SHG晶体11之间。聚光光学系统13具备通过SHG晶体11使激光束21收敛的光学元件即透镜15。聚光光学系统13所包含的透镜15并不限于1个的情况，也可以为多个。
SHG晶体11如果被射入来自激光光源10的激光束21，则使第2光束即激光束22产生。SHG晶体11将基波即激光束21向第2高次谐波即激光束22转换。激光束22的波长即第2波长为第1波长的一半。在实施方式1中，第2波长为532nm。SHG晶体11射出产生的激光束22。另外，SHG晶体11射出没有向激光束22转换而残留的激光束21。在SHG晶体11中，使用LBO晶体(LiB3O5)、KTP晶体(KTiPO4)、BBO晶体(β-BaB2O4)、或其它非线性光学晶体。
聚光光学系统14设置于SHG晶体11和THG晶体12之间。聚光光学系统14具备通过THG晶体12使激光束21、22收敛的光学元件即透镜16。聚光光学系统14所包含的透镜16并不限于1个的情况，也可以为多个。另外，在波长转换装置1中，也可以不设置聚光光学系统14。
THG晶体12以从SHG晶体11射入的激光束21和激光束22为基础，使第3光束即激光束23产生。THG晶体12将基波即激光束21和第2高次谐波即激光束22向作为和频的第3高次谐波即激光束23转换。激光束23的波长即第3波长为第1波长的3分之一。在实施方式1中，第3波长为355nm。THG晶体12射出产生的激光束23。另外，THG晶体12射出没有向激光束23转换而残留的激光束21、22。在THG晶体12中，使用LBO晶体、YCOB晶体(YCa4O(BO3)3)、BBO晶体、CLBO晶体(CsLiB6O10)、或其它非线性光学晶体。
波长分离元件17具备使包含第1波长和第2波长的波长域的光透过，并且对包含第3波长的波长域的光进行反射的特性。波长分离元件17使来自THG晶体12的激光束21、22、23分离为激光束23和激光束21、22。波长分离元件17的1个例子为分色镜。
波长转换装置1射出由波长分离元件17反射的激光束23。阻尼器18对来自波长分离元件17的激光束21、22进行吸收。来自波长分离元件17的激光束21、22通过阻尼器18而向热能转换。此外，波长分离元件17也可以具备对第1波长的光和第2波长的光进行反射，并且使第3波长的光透过的特性。波长分离元件17基于波长的区别而使光分离即可，也可以是分色镜之外的光学元件。波长分离元件17也可以是利用由波长引起的光的折射率的区别而使光分离的棱镜。
波长转换装置1具备对SHG晶体11的温度进行控制的温度控制器24、对THG晶体12的温度进行控制的温度控制器25。温度控制器24对SHG晶体11的温度进行监视，将SHG晶体11的温度调节为预先设定好的温度。温度控制器25对THG晶体12的温度进行监视，将THG晶体12的温度调节为预先设定好的温度。在1个例子中，温度控制器24、25具备进行供热和吸收的热电元件即珀耳帖元件、温度传感器即热敏电阻。SHG晶体11的设定温度和THG晶体12的设定温度能够彼此独立地设定。
并且，波长转换装置1具备使透镜15移动的移动机构30，该透镜15为使激光束21收敛的光学元件。移动机构30是对SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率进行调节的调节单元。移动机构30使保持透镜15的支架31在直线方向上移动。在1个例子中，移动机构30包含电动机、使电动机的旋转运动向直线运动转换的机构。
控制电路26是通过按照命令执行处理而对波长转换装置1的整体进行控制的硬件。控制电路26按照SHG晶体11的设定温度对温度控制器24进行控制。控制电路26按照THG晶体12的设定温度对温度控制器25进行控制。另外，控制电路26对激光光源10的驱动和移动机构30的驱动进行控制。控制电路26也可以是CPU(Central Processing Unit)或微型计算机。
光检测器27在由移动机构30进行的转换效率的调节时对激光束23的强度进行检测。光检测器27在由移动机构30进行的转换效率的调节时，设置于来自波长转换装置1的激光束23射入的位置。此外，光检测器27并不限于设置于波长转换装置1的外部，也可以设置于波长转换装置1的内部。波长转换装置1也可以具备使从THG晶体12向波长转换装置1的外部的激光束23的一部分分支的分光元件。光检测器27也可以对由分光元件分支后的光进行检测。
SHG晶体11中的激光束22的产生的相位不匹配Δk由下式(1)表示。在式(1)中，k1为激光束21的波数矢量的大小，k2为激光束22的波数矢量的大小，λ1为激光束21的波长即第1波长。n1为关于激光束21的SHG晶体11的折射率，n2为关于激光束22的SHG晶体11的折射率。
[数学式1]
Figure BDA0002086763380000071
SHG晶体11中的激光束22的转换效率η在满足Δk＝0时最大。Δk＝0表示SHG晶体11的相位匹配。SHG晶体11在基波的偏光方向与第2高次谐波的偏光方向彼此垂直的情况下的、所谓的类型1的相位匹配时使激光束22产生。SHG晶体11中的激光束22的转换效率η表示将从SHG晶体11射出的激光束22的强度除以向SHG晶体11射入的激光束21的强度而得到的结果。另外，满足相位匹配条件时的SHG晶体11的温度成为SHG晶体11的相位匹配温度。
由于折射率n1及n2依赖于SHG晶体11的温度，因此由式(1)表示的相位不匹配Δk依赖于SHG晶体11的温度。SHG晶体11中的激光束22的转换效率η与SHG晶体11中的激光束21的强度I1的关系由下式(2)表示。在式(2)中，L为SHG晶体11的长度。此外，由式(2)表示的关系在将向SHG晶体11射入的激光束21的强度与从SHG晶体11射出的激光束21的强度的差异减小到能够无视的程度，在激光束22的转换效率η低的情况下成立。
[数学式2]
Figure BDA0002086763380000072
根据式(2)，转换效率η与相位不匹配Δk和强度I1成正比。由于相位不匹配Δk依赖于SHG晶体11的温度，因此转换效率η依赖于SHG晶体11的温度。此外，已知在与式(2)的关系成立的情况相比激光束22的转换效率η高的情况下，转换效率η依赖于SHG晶体11的温度的激光束21的强度I1。另外，THG晶体12中的激光束23的转换效率依赖于THG晶体12的温度、向THG晶体12射入的激光束21及激光束22的各强度。
图2是说明图1所示的SHG晶体11中的激光束21的第1图。在下面的说明中，X轴、Y轴、Z轴为彼此垂直的3个轴。Z轴为与波长转换装置1的光学系统的光轴平行的轴。X轴为水平方向的轴。Y轴为垂直方向的轴。中心轴32表示激光束21的光束的中心。中心轴32与Z轴平行。正Z方向为与Z轴平行的方向，为从SHG晶体11的入射面33向射出面34的方向。负Z方向为与正Z方向相反的方向。长度L为Z轴方向中的SHG晶体11的长度，为入射面33和射出面34之间的长度。
这里，如下式(3)所示，对SHG晶体11中的激光束21的有效光束直径Weff进行定义。有效光束直径Weff为表示SHG晶体11中的激光束21的收敛程度的指标。在式(3)中，w(z)为Z轴方向的位置z的激光束21的光束直径。z＝0表示入射面33的位置。z＝L表示射出面34的位置。在1个例子中，有效光束直径Weff表示SHG晶体11中的激光束21的光束直径w(z)的平均值。
[数学式3]
Figure BDA0002086763380000081
在1个例子中，光束直径w(z)为X轴方向或Y轴方向上的光束的强度分布的标准偏差σ的4倍宽度即D4σ宽度。D4σ宽度由光束宽度的ISO(International Organization forStandardization)的国际标准定义。此外，光束直径w(z)也可以不是D4σ宽度，也可以是一半全宽或1/e2宽度。有效光束直径Weff也可以使用由式(3)之外的定义。激光束21的收敛程度也可以由有效光束直径Weff之外的指标表示。
激光束21在SHG晶体11的内部暂时收敛后扩散。激光束21的光束直径w(z)随着从入射面33行进而缩小，在光束束腰处最小。光束直径w(z)随着从光束束腰35向射出面34行进而扩大。在图2中，激光束21收敛的位置即光束束腰35的位置为z＝L/2的位置。z＝L/2的位置为Z轴方向上的SHG晶体11的中心位置。此外，平行光即激光束21入射于图2所示的透镜15。向透镜15射入的激光束21并不限于平行光，也可以是收敛光或扩散光。
图3是说明图1所示的SHG晶体11中的激光束21的第2图。通过从图2所示的状态，移动机构30使透镜15向正Z方向移动，从而使透镜15和SHG晶体11之间的距离产生变化。通过使透镜15向正Z方向移动，从而SHG晶体11的光束束腰35的位置从z＝L/2向正Z方向移动。移动机构30从Z轴方向上的SHG晶体11的中心位置使光束束腰35的位置移动。在图3中，在z＝L/2和z＝L之间的位置示出使光束束腰35移动的状态。通过使光束束腰35移动，与图2所示的状态相比有效光束直径Weff增大。这样，移动机构30通过使透镜15向Z轴方向移动，从而使SHG晶体11中的激光束21的收敛程度产生变化。
如上述式(2)所示，转换效率η与SHG晶体11中的激光束21的强度I1成正比。通过使有效光束直径Weff增大，从而SHG晶体11中的激光束21的收敛程度降低，因此转换效率η降低。这样，移动机构30通过使光束束腰35的位置移动而对转换效率η进行调节。通过对转换效率η进行调节，从而对从SHG晶体11射出的激光束22的强度进行调节。此外，在聚光光学系统13具备多个透镜15的情况下，移动机构30也可以使各透镜15单独地移动。后面对使多个透镜15单独地移动的情况的变形例进行叙述。
图4是表示图1所示的SHG晶体11的温度与激光束21、22、23的强度的关系的第1图。在图4中由图形表示SHG晶体11的温度与激光束21、22、23的强度的关系。图形的横轴表示SHG晶体11的温度。纵轴表示激光束21、22、23的强度。图4所示的激光束21、22的强度为从SHG晶体11射出的激光束21、22的强度。图4所示的激光束23的强度为从THG晶体12射出的激光束23的强度。
在图4中示出有效光束直径Weff为最小值时，即SHG晶体11中的激光束21的收敛程度最大的情况下的温度与强度的关系。这里，如图2所示，在光束束腰35处于z＝L/2的位置时，有效光束直径Weff为最小值。
在SHG晶体11的温度为Ta1时，从SHG晶体11射出的激光束22的强度为峰值。在SHG晶体11的温度处于Ta1附近时，SHG晶体11中的转换效率η高。由于转换效率η越高，在SHG晶体11中越多的激光束21向激光束22转换，因此从SHG晶体11射出的激光束21的强度降低。
在将SHG晶体11的设定温度设为Ta1，SHG晶体11的实际温度在Ta1附近产生变化的情况下，从SHG晶体11射出的激光束21、22的强度的变化较小。由于向THG晶体12射入的激光束21、22的强度的变化小，因此从THG晶体12射出的激光束23的强度的变化也小。
另外，在图4所示的关系中，在SHG晶体11的温度为Ta1时，由于SHG晶体11使多数激光束21向激光束22转换，因此THG晶体12中的激光束23的产生所能够利用的激光束21的强度变低。因此，与峰值时的强度Pb1相比，SHG晶体11的温度为Ta1时的激光束23的强度Pa1降低。在THG晶体12中，由于激光束23的产生所能够利用的激光束21的强度变低，因此激光束23的产生所没有利用而残留的激光束22的强度变高。
在比Ta1低的温度即Tb11处出现激光束23的强度的1个峰值。在该峰值处，激光束23的强度为Pb1。另外，在比Ta1高的温度即Tb12处出现激光束23的强度的另1个峰值。在图4中示出激光束23的强度的峰值为2个的例子。激光束23的强度的峰值也可能比2个多。这样，在有效光束直径Weff最小的情况下，在SHG晶体11的温度与激光束23的强度的对应关系中，在Ta1附近的温度处出现多个激光束23的强度的峰值。
在将SHG晶体11的设定温度设为Tb11的情况下，与设定温度为Ta1的情况的变化相比，SHG晶体11的实际的温度在Tb11附近产生变化时的激光束21、22的强度的变化大。由于向THG晶体12射入的激光束21、22的强度的变化大，因此从THG晶体12射出的激光束23的强度的变化也大。
实施方式1的波长转换装置1在激光束21的光束直径的调节的初始阶段，通过移动机构30对透镜15的位置进行调节，以使得有效光束直径Weff成为最小值。由此，移动机构30对激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系中的激光束23的强度的峰值为多个峰值的状态进行设定。移动机构30通过从该状态使透镜15移动，从而使SHG晶体11中的有效光束直径Weff扩大。此外，初始阶段中的调节并不限于将有效光束直径Weff设为最小值的调节。在初始阶段的调节中，能够设定激光束23的强度的峰值为多个峰值的状态即可，也可以将有效光束直径Weff设为最小值之外的值。
图5是表示图1所示的SHG晶体11的温度与激光束21、22、23的强度的关系的第2图。在图5中示出使有效光束直径Weff从最小值增大的情况下的温度与强度的关系。此时，如图3所示，光束束腰35处于z＝L/2和z＝L之间的位置。与初始阶段时相比，从SHG晶体11射出的激光束22的强度降低。伴随着激光束22的强度的降低，从SHG晶体11射出的激光束21的强度增大。
在SHG晶体11的温度为Ta2时，从SHG晶体11射出的激光束22的强度为峰值。此时，与图4所示的关系中的温度为Ta1时的强度相比，从SHG晶体11射出的激光束21的强度增大。在THG晶体12中，与初始阶段相比激光束23的产生所能够利用的激光束21的强度增大，并且与初始阶段相比激光束23的产生所没有利用而从THG晶体12射出的激光束22的强度降低。
在图5所示的关系中，激光束23的强度的峰值为1个。通过移动机构30中的调节，将从THG晶体12射出的激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系中的激光束23的强度的峰值设为单一的峰值。即，通过移动机构30中的调节，关于SHG晶体11的温度的激光束23的强度的温度依赖性具有单一的最大值。这里，温度依赖性为非线性介质的温度与光束的强度的关系。最大值是将非线性介质的温度设为横轴，将光束的强度设为纵轴而表示温度依赖性的图形中的峰值的强度的值。移动机构30通过的SHG晶体11的转换效率η进行调节，从而进行使激光束23的强度的峰值从多个峰值向表示最大值的单一的峰值变化的调节。
转换效率η的值依赖于向SHG晶体11射入的激光束21的强度、或激光束21的剖面形状。在SHG晶体11的转换效率η为某一定值的情况下，在SHG晶体11的温度为Tb2时激光束23的强度为峰值。峰值的强度即最大值为Pb2。激光束23的强度为最大值即Pb2时的SHG晶体11的温度即Tb2与从SHG晶体11射出的激光束22的强度为最大值时的SHG晶体11的温度即Ta2相同。通过将SHG晶体11的温度为Tb2时的转换效率η设为与图4的关系的情况下的温度为Tb11时的转换效率η等同，能够将激光束23的峰值时的强度即Pb2设为与图4所示的峰值时的强度即Pb1等同的强度。
在将SHG晶体11的设定温度设为Ta2，SHG晶体11的实际温度在Ta2附近产生变化的情况下，从SHG晶体11射出的激光束21、22的强度的变化较小。由于向THG晶体12射入的激光束21、22的强度的变化小，因此从THG晶体12射出的激光束23的强度的变化也小。
图6是表示图1所示的SHG晶体11的温度与激光束21、22、23的强度的关系的第3图。在图6中示出，根据图5所示的对应关系的状态，进一步增大有效光束直径Weff的情况下的温度与强度的关系。与图5所示的对应关系时相比，SHG晶体11的转换效率η降低。
在SHG晶体11的温度为Ta3时，从SHG晶体11射出的激光束22的强度为峰值。激光束23的强度为峰值时的温度即Tb3与Ta3相同。与图5的情况相比，从SHG晶体11射出的激光束22的强度降低。由于在THG晶体12中激光束23的发生所能够利用的激光束22的强度降低，因此与图5的情况相比，在THG晶体12中产生的激光束23的强度降低。
在图6所示的关系中，激光束23的强度的峰值为1个。与图5的情况相比，在THG晶体12中产生的激光束23的强度降低。由于激光束23的强度的峰值即Pb3比图5所示的激光束23的强度的峰值即Pb2小，因此Pb3<Pb2的关系成立。在图6的情况下，波长转换装置1与图5的情况相比，输出的激光束23的强度降低。
波长转换装置1如图5所示，通过移动机构30中的调节，从而将从THG晶体12射出的激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系中的激光束23的强度的峰值设为单一的峰值。在波长转换装置1中，由于能够增大激光束23的产生所能够利用的激光束21的强度，因此能够提高输出的激光束23的强度。另外，波长转换装置1通过将激光束22的强度为峰值时的温度设为SHG晶体11的设定温度，能够降低具有该设定温度附近的温度变化的情况下的激光束23的强度的变化。
图7是表示实施方式1中的对SHG晶体11的转换效率进行调节的顺序的例子的流程图。在图2所示的移动机构30中，对透镜15的位置进行设定以使得光束束腰35为z＝L/2的位置，将SHG晶体11中的激光束21的有效光束直径Weff设为最小值。由此，在步骤S1中，移动机构30对第3光束即激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系中的强度的峰值为多个峰值的状态进行设定。通过步骤S1的设定，激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系为图4所例示的对应关系。
进行了步骤S1的设定的状态下的激光束23的强度的最大值为Pmax。在图4所示的关系中，Pmax为SHG晶体11的温度为Tb11时的激光束23的强度即Pb1。
在步骤S2中，移动机构30通过使透镜15从z＝L/2的位置向正Z方向移动，从而使第1光束即激光束21的SHG晶体11中的有效光束直径Weff扩大。移动机构30通过使有效光束直径Weff扩大，从而对SHG晶体11中的从激光束21向第2光束即激光束22的转换效率η进行调节。此外，在步骤S2中，移动机构30也可以替代正Z方向而使透镜15向负Z方向移动。在该情况下，移动机构30也能够使有效光束直径Weff扩大。
在步骤S3中，按照设定温度，温度控制器24对SHG晶体11的温度进行控制，光检测器27对与设定温度对应的激光束23的强度进行测量。光检测器27对各个SHG晶体11的设定温度的激光束23的强度进行测量。在步骤S4中，在SHG晶体11的设定温度与由光检测器27测量出的激光束23的强度的对应关系中，对激光束23的强度的峰值是否为单一的峰值进行判断。
在强度的峰值非单一的情况下(步骤S4：No)，由于强度的峰值还是多个峰值，因此返回到步骤S2的顺序。移动机构30再次进行由有效光束直径Weff的扩大形成的转换效率η的调节。
在强度的峰值为单一的情况下(步骤S4：Yes)，进入步骤S5的顺序。在步骤S5中，对激光束23的峰值时的强度是否大于或等于Pmax-ΔP进行判断。ΔP为激光束23的强度降低的允许量。此外，图5所例示的对应关系为激光束23的峰值时的强度大于或等于Pmax-ΔP时的激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系。图6所例示的对应关系为激光束23的峰值时的强度小于Pmax-ΔP时的激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系。ΔP可以设定为任意。
在激光束23的峰值时的强度大于或等于Pmax-ΔP的情况下(步骤S5：Yes)，在步骤S6中，控制电路26将激光束23的强度为峰值时的温度设定为SHG晶体11的设定温度。由此，波长转换装置1结束SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η的调节。
在激光束23的峰值时的强度小于Pmax-ΔP的情况下(步骤S5：No)，在步骤S7中，移动机构30通过使透镜15向负Z方向移动，从而使SHG晶体11中的激光束21的有效光束直径Weff缩小。移动机构30通过使有效光束直径Weff缩小，从而对SHG晶体11中的转换效率η进行再次调节。然后，返回到步骤S3的顺序。
在1个例子中，在波长转换装置1出厂时实施根据图7所示的顺序进行的波长转换装置1的调节。可以在非波长转换装置1出厂时实施该调节，也可以在维护波长转换装置1时实施。波长转换装置1也可以通过CPU或微型计算机在解析及执行的程序上执行用于根据图7所示的顺序进行的调节的功能的全部或一部分。波长转换装置1也可以具备储存有程序的存储器。波长转换装置1也可以在由有线逻辑形成的硬件上执行用于根据图7所示的顺序进行的调节的功能的全部或一部分。
图8是表示图1所示的SHG晶体11的温度变化与激光束23的强度的关系的例子的图。在图8中由图形表示SHG晶体11的温度变化与激光束23的强度的关系。图形的横轴表示SHG晶体11的温度变化。温度的单位为摄氏度。纵轴表示从THG晶体12射出的激光束23的强度。强度的单位是任意的。虚线的图形表示实施根据图7所示的顺序进行的波长转换装置1的调节前的关系。实线的图形表示实施根据图7所示的顺序进行的波长转换装置1的调节后的关系。
如图8所示，在波长转换装置1的调节前的关系中，在激光束23的强度中出现2个峰值。1个峰值出现在-0.5℃附近的温度变化中。该峰值处的强度为激光束23的强度的最大值。另1个峰值出现在0.5℃附近的温度变化中。在波长转换装置1的调节前的关系中，激光束23的强度大于或等于最大值的90％的情况下的SHG晶体11的温度范围为±0.2左右。
在波长转换装置1的调节后的关系中，在激光束23的强度中出现1个峰值。该峰值出现在0℃附近的温度变化中。在波长转换装置1的调节后的关系中，激光束23的强度大于或等于最大值的90％的情况下的SHG晶体11的温度范围为±0.6左右。与调节前相比，扩大了能够射出大于或等于最大值的90％的强度的激光束23的温度范围。这样，波长转换装置1通过根据图7所示的顺序进行的调节，能够降低由SHG晶体11的温度变化导致的激光束23的强度的变化，能够使激光束23的强度稳定化。
并且，波长转换装置1的调节后的激光束23的强度的最大值与调节前的激光束23的强度的最大值等同。即使进行根据图7所示的顺序进行的调节，波长转换装置1也能够输出高强度的激光束23。
在1个例子中，SHG晶体11为类型1的非临界相位匹配(noncritical phasematching，NCPM)条件下进行波长转换的LBO晶体，激光束21的第1波长为1064nm的情况下，SHG晶体11的设定温度为大约150℃。在NCPM条件下的波长转换中，能够降低基波与高次谐波的行进方向的偏移即偏离，能够使角度允许宽度扩大。这样，在SHG晶体11的设定温度与室温的温度差大的情况下，由于难以对SHG晶体11的温度进行高精度地控制，因此SHG晶体11的温度容易从设定温度变化。即使在SHG晶体11的温度容易变化的情况下，实施方式1的波长转换装置1也能够使激光束23的强度稳定化，并且能够输出高强度的激光束23。
根据实施方式1，波长转换装置1通过使透镜15移动的移动机构30，进行将激光束23的强度的峰值设为单一的峰值的调节。波长转换装置1通过由移动机构30进行的调节，能够降低由SHG晶体11的温度变化导致的激光束23的强度的变化。另外，波长转换装置1能够输出高强度的激光束23。由此，波长转换装置1取得能够使输出的高次谐波的强度提高和稳定化的效果。
图9是表示关于由图1所示的移动机构30进行的调节的变形例的图。在变形例中，移动机构30通过使SHG晶体11中的激光束21的光束直径变化，从而对SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η进行调节。
在变形例中，波长转换装置1替代图1所示的聚光光学系统13，具备包含多个透镜15的聚光光学系统36。图9所示的聚光光学系统36具备光学元件即3个透镜15A、15B、15C。各透镜15A、15B、15C由支架31保持。
移动机构30能够在Z轴方向上使各透镜15A、15B、15C单独地移动。移动机构30通过使各透镜15A、15B、15C单独地移动，从而能够不使光束束腰35移动而扩大及缩小光束束腰35中的光束直径。此外，聚光光学系统36所具备的光学元件的数量并不限于3个，也可以为2个或大于或等于4个。
移动机构30通过使SHG晶体11中的激光束21的光束直径变化，从而使有效光束直径Weff变化。在变形例中，也与使光束束腰35移动的情况相同地，能够进行由移动机构30进行的波长转换装置1的调节。
实施方式2.
图10是表示本发明的实施方式2涉及的波长转换装置40的概略结构的图。在波长转换装置40中，替代使图1所示的透镜15移动的移动机构30，设置使第1非线性介质即SHG晶体11移动的移动机构41。对与实施方式1相同的部分标注相同的符号，省略重复的说明。
移动机构41是对SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率进行调节的调节单元。移动机构41使保持SHG晶体11的支架42在直线方向上移动。在1个例子中，移动机构41包含电动机、使电动机的旋转运动向直线运动转换的机构。控制电路26对移动机构41的驱动进行控制。
图11是说明图10所示的SHG晶体11中的激光束21的第1图。图12是说明图10所示的SHG晶体11中的激光束21的第2图。
如果移动机构41使SHG晶体11从图11所示的状态向正Z方向移动，则SHG晶体11中的光束束腰35的位置向负Z方向移动。通过使光束束腰35移动，与图11所示的状态相比有效光束直径Weff增大。这样，移动机构41通过使SHG晶体11向Z轴方向移动，从而使SHG晶体11中的激光束21的收敛程度产生变化。在实施方式2中，移动机构41没有使SHG晶体11之后的激光束21的扩大产生变化，而能够使SHG晶体11中的激光束21的收敛程度产生变化。
图13是表示实施方式2中的对SHG晶体11的转换效率进行调节的顺序的例子的流程图。图11所示的移动机构41对SHG晶体11的位置进行设定，以使得光束束腰35的位置为Z轴方向的SHG晶体11的中心位置，将SHG晶体11中的激光束21的有效光束直径Weff设为最小值。由此，在步骤S11中，移动机构41对第3光束即激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系中的强度的峰值为多个峰值的状态进行设定。通过步骤S11的设定，激光束23的强度与SHG晶体11的温度的对应关系为图4所例示的对应关系。进行了步骤S11的设定的状态下的激光束23的强度的最大值为Pmax。
在步骤S12中，移动机构41通过使SHG晶体11向负Z方向移动，从而使第1光束即激光束21的SHG晶体11中的有效光束直径Weff扩大。移动机构41通过使有效光束直径Weff扩大，从而对SHG晶体11中的从激光束21向第2光束即激光束22的转换效率η进行调节。此外，在步骤S12中，移动机构41也可以替代负Z方向使SHG晶体11向正Z方向移动。在该情况下，移动机构41也能够使有效光束直径Weff扩大。
在步骤S13中，按照设定温度，温度控制器24对SHG晶体11的温度进行控制，光检测器27对与设定温度对应的激光束23的强度进行测量。光检测器27对各个SHG晶体11的设定温度的激光束23的强度进行测量。在步骤S14中，在SHG晶体11的设定温度与由光检测器27测量出的激光束23的强度的对应关系中，对激光束23的强度的峰值是否为单一的峰值进行判断。
在强度的峰值非单一的情况下(步骤S14：No)，由于强度的峰值还是多个峰值，因此返回到步骤S12的顺序。移动机构41再次进行由有效光束直径Weff的扩大形成的转换效率η的调节。
在强度的峰值为单一的情况下(步骤S14：Yes)，进入步骤S15的顺序。在步骤S15中，对激光束23的峰值时的强度是否大于或等于Pmax-ΔP进行判断。
在激光束23的峰值时的强度大于或等于Pmax-ΔP的情况下(步骤S15：Yes)，在步骤S16中，控制电路26将激光束23的强度为峰值时的温度设定为SHG晶体11的设定温度。由此，波长转换装置40结束SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η的调节。
在激光束23的峰值时的强度小于Pmax-ΔP的情况下(步骤S15：No)，在步骤S17中，移动机构41通过使SHG晶体11向正Z方向移动，从而使SHG晶体11中的激光束21的有效光束直径Weff缩小。移动机构41通过使有效光束直径Weff缩小，从而对SHG晶体11中的转换效率η进行再次调节。然后，返回到步骤S13的顺序。
根据实施方式2，波长转换装置40通过使SHG晶体11移动的移动机构41，进行将激光束23的强度的峰值设为单一的峰值的调节。波长转换装置40通过由移动机构41进行的调节，能够降低由SHG晶体11的温度变化导致的激光束23的强度的变化。另外，波长转换装置40能够输出高强度的激光束23。由此，波长转换装置40取得能够使输出的高次谐波的强度提高和稳定化的效果。
实施方式3.
图14是表示本发明的实施方式3涉及的波长转换装置50的概略结构的图。在波长转换装置50中，第1非线性介质即SHG晶体11和第2非线性介质即THG晶体12设置于光谐振器的内部。对与实施方式1及2相同的部分标注相同的符号，省略重复的说明。
波长转换装置50具备：激励光源51，其射出激励光60；以及激光介质56，其由激励光60激励，射出激光束21，激光束21是作为第1光束的脉冲激光束。另外，波长转换装置50具备将激光介质56、SHG晶体11、THG晶体12配置于内部的光谐振器61。2个谐振镜55、59构成光谐振器61。
激励光源51的1个例子为半导体激光器。在实施方式3中，激励光60的波长为808nm。控制电路26对激励光源51的驱动进行控制。从激励光源51射出的激励光60在光纤52中传播。激励光学系统54使从光纤52的射出端53射出的激励光60收敛。谐振镜55具备使包含激励光60的波长的波长域的光透过，并且对包含第1波长及第2波长的波长域的光进行反射的特性。谐振镜55使来自激励光学系统54的激励光60透过。
激光介质56、Q开关元件57、波长分离元件58、THG晶体12、SHG晶体11设置于2个谐振镜55、59之间的光路。激光介质56通过吸收激励光60而成为激励状态，伴随着从激励状态的能量状态的转变而产生自然发射光。激光介质56通过受激发射而使在2个谐振镜55、59之间往复的自然发射光放大，射出基波即激光束21。激光介质56为掺杂了钕或镱的激光晶体即YAG晶体或YVO4晶体。
Q开关元件57通过Q开关振荡而使激光束21产生。此外，在波长转换装置50中，也可以不设置Q开关元件57。
波长分离元件58设置于Q开关元件57和THG晶体12之间。波长分离元件58具备使包含第3波长的波长域的光透过，并且对包含第1波长和第2波长的波长域的光进行反射的特性。波长分离元件58使来自THG晶体12的激光束21、22、23分离为激光束23和激光束21、22。另外，波长分离元件58使来自Q开关元件57的激光束21、22向THG晶体12行进。波长分离元件58的1个例子为分色镜。
波长转换装置50射出透过波长分离元件58的激光束23。此外，波长分离元件58也可以具备对第3波长的光进行反射，并且使第1波长的光和第2波长的光透过的特性。波长分离元件58基于波长的区别而使光分离即可，也可以是分色镜之外的光学元件。波长分离元件58也可以是利用由波长引起的光的折射率的区别而使光分离的棱镜。
谐振镜59具备对包含第1波长及第2波长的波长域的光进行反射的特性。来自谐振镜59的激光束21、22、来自THG晶体12的激光束21、22射入至SHG晶体11。SHG晶体11将激光束21向作为第2光束的脉冲激光束即激光束22转换。SHG晶体11射出产生的激光束22、没有向激光束22转换而残留的激光束21。另外，SHG晶体11使从THG晶体12或谐振镜59射入的激光束22透过。
来自波长分离元件58的激光束21、22、来自SHG晶体11的激光束21、22射入至THG晶体12。THG晶体12将激光束21、22向作为第3光束的脉冲激光束即激光束23转换。THG晶体12射出产生的激光束23、没有向激光束23转换而残留的激光束21、22。
激光束21、22在2个谐振镜55、59之间往复。也可以将2个谐振镜55、59设为设定了曲率半径的曲面形状，以使得在SHG晶体11中形成光束束腰。
并且，波长转换装置50与实施方式2相同地，具备使SHG晶体11移动的移动机构41。调节单元即移动机构41通过使SHG晶体11移动，从而对SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率进行调节。此外，移动机构50也可以替代移动机构41，具备图1所示的移动机构30。在该情况下，调节单元即移动机构30与实施方式1相同地，通过使透镜15移动，从而对SHG晶体11中的转换效率η进行调节，该透镜15为使激光束21收敛的光学元件。移动机构30也可以与实施方式1的变形例相同地，通过使光学元件即多个透镜15单独地移动而对转换效率η进行调节。
根据实施方式3，波长转换装置50与实施方式1及2相同地，取得能够使输出的高次谐波的强度提高和稳定化的效果。
实施方式4.
图15是表示本发明的实施方式4涉及的波长转换装置70的概略结构的图。在波长转换装置70中，替代图10所示的实施方式2中的激光光源10，设置脉冲激光光源71和频率控制器72。波长转换装置70中的脉冲激光光源71及频率控制器72之外的结构与实施方式2涉及的波长转换装置40中的激光光源10之外的结构相同。对与实施方式1及2相同的部分标注相同的符号，省略重复的说明。
脉冲激光光源71是射出作为第1光束的脉冲激光束即激光束21的激光光源。频率控制器72通过对脉冲激光光源71的驱动定时进行调节，从而对从脉冲激光光源71射出激光束21的频率即脉冲振荡频率进行控制。控制电路26对频率控制器72进行控制。SHG晶体11将激光束21向作为第2光束的脉冲激光束即激光束22转换。THG晶体12将激光束21、22向作为第3光束的脉冲激光束即激光束23转换。
并且，波长转换装置70与实施方式2相同地，具备使SHG晶体11移动的移动机构41。移动机构41是通过使SHG晶体11移动，从而对SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η进行调节的调节单元。在实施方式4中，移动机构41除了与实施方式2相同地对转换效率η进行调节之外，在变更了激光束21的脉冲振荡频率的情况下也对转换效率η进行调节。移动机构41在变更了激光束21的脉冲振荡频率的情况下，通过对转换效率η进行调节，从而SHG晶体11的温度中的激光束23的强度的温度依赖性示出单一的最大值，并且维持示出该最大值的SHG晶体11的温度与激光束22的强度示出最大值的SHG晶体11的温度相同的状态。
在脉冲激光光源71的平均输出一定的情况下，脉冲振荡频率越高，各个从脉冲激光光源71射出的脉冲的激光束21的强度越降低。在由于脉冲振荡频率变高，向SHG晶体11射入的激光束21的强度降低的情况下，SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η变低。另外，在脉冲激光光源71的平均输出一定的情况下，脉冲振荡频率越低，各个从脉冲激光光源71射出的脉冲的激光束21的强度越升高。在由于脉冲振荡频率变低，向SHG晶体11射入的激光束21的强度升高的情况下，SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η变高。
这里，在将某值即F1设定为脉冲振荡频率的情况下，通过图13所示的顺序对波长转换装置70进行调节。在进行根据图13所示的顺序进行的调节的波长转换装置70中，在使脉冲振荡频率向比F1高的值即F2变更的情况下，SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η变低。由于转换效率η变低，因此维持激光束23的强度的峰值为单一的峰值，但有时激光束23的强度的最大值比Pmax低。在该情况下，有时从波长转换装置70输出的激光束23的强度变低。
波长转换装置70在使脉冲振荡频率向比过去调节时的F1高的值即F2变更的情况下，能够通过图13所示的顺序，对SHG晶体11中的转换效率η进行再调节。由于维持了激光束23的强度的峰值为单一的峰值，因此在再调节中，也可以跳过图13所示的步骤S11至步骤S14，实施从步骤S15的顺序。
另一方面，在进行根据图13所示的顺序进行的调节的波长转换装置70中，在使脉冲振荡频率向比F1低的值即F3变更的情况下，SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η变高。由于转换效率η变高，因此激光束23的强度的峰值有时从单一的峰值向多个峰值变化。在该情况下，由于从SHG晶体11射出的激光束21的强度降低，因此由THG晶体12产生的激光束23的强度变低。另外，由于激光束23的强度的峰值为多个峰值，因此有时由SHG晶体11的温度变化导致的激光束23的强度的变化大。
波长转换装置70在使脉冲振荡频率向比过去调节时的F1低的值即F3变更的情况下，能够通过图13所示的顺序，对SHG晶体11中的转换效率η进行再调节。由于有时从激光束23的强度的峰值为单一的峰值向多个峰值变化，因此在再调节中，与实施方式2相同地，实施从步骤S11的顺序。
这样，波长转换装置70在变更了脉冲振荡频率的情况下，通过对SHG晶体11中的转换效率η进行再调节，能够输出高强度的激光束23，并且能够降低由SHG晶体11的温度变化导致的激光束23的强度的变化。
此外，移动机构70也可以替代移动机构41，具备图1所示的移动机构30。在该情况下，在波长转换装置70中，替代图1所示的实施方式1中的激光光源10，设置脉冲激光光源71和频率控制器72。波长转换装置70中的脉冲激光光源71及频率控制器72之外的结构与实施方式1涉及的波长转换装置1中的激光光源10之外的结构相同。
调节单元即移动机构30在变更了射出激光束21的频率的情况下，通过使透镜15移动，从而对SHG晶体11中的从激光束21向激光束22的转换效率η进行调节，该透镜15为使激光束21收敛的光学元件。与实施方式1相同地，移动机构30如图2及图3所示那样使光束束腰35的位置移动，使SHG晶体11中的激光束21的有效光束直径Weff变化。由此，移动机构30对转换效率η进行调节。
与实施方式1的变形例相同地，移动机构30也可以使光学元件即多个透镜15单独地移动。在图9所示的例子中，移动机构30在具备3个透镜15A、15B、15C的聚光光学系统36中，在Z轴方向上使各透镜15A、15B、15C单独地移动。移动机构30通过使各透镜15A、15B、15C单独地移动，从而能够扩大和缩小光束束腰35中的光束直径。移动机构30不使光束束腰35移动，而使SHG晶体11中的激光束21的有效光束直径Weff变化。由此，移动机构30对转换效率η进行调节。
实施方式3的波长转换装置50在变更了Q开关元件57中的Q开关振荡的频率的情况下，也可以与实施方式4的波长转换装置70相同地对转换效率η进行再调节。波长转换装置50的调节单元即移动机构41或移动机构30在变更了射出激光束21的频率的情况下，对转换效率η进行调节。波长转换装置50能够输出高强度的激光束23，并且能够降低由SHG晶体11的温度变化导致的激光束23的强度的变化。
根据实施方式4，波长转换装置70在变更了射出激光束21的频率的情况下，通过调节单元对转换效率η进行调节。波长转换装置70通过对转换效率η进行调节，能够降低由SHG晶体11的温度变化导致的激光束23的强度的变化。另外，波长转换装置70能够输出高强度的激光束23。由此，波长转换装置70取得能够使输出的高次谐波的强度提高和稳定化的效果。
以上的实施方式所示的结构表示的是本发明的内容的一个例子，也可以与其它的公知的技术组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也可以对结构的一部分进行省略、变更。
标号的说明
1、40、50、70波长转换装置，10激光光源，11 SHG晶体，12 THG晶体，13、14、36聚光光学系统，15、15A、15B、15C、16透镜，17、58波长分离元件，18阻尼器，21、22、23激光束，24、25温度控制器，26控制电路，27光检测器，30、41移动机构，31、42支架，32中心轴，33入射面，34射出面，35光束束腰，51激励光源，52光纤，53射出端，54激励光学系统，55、59谐振镜，56激光介质，57 Q开关元件，60激励光，61光谐振器，71脉冲激光光源，72频率控制器。

Claims (10)

1.一种波长转换装置，其特征在于，具备：
第1非线性介质，其将脉冲振荡产生的基波即第1光束向所述基波的高次谐波即第2光束转换；
第2非线性介质，其以所述第2光束和透过所述第1非线性介质的所述第1光束为基础，使第3光束产生；以及
调节单元，其通过使所述第1光束的有效光束直径变化从而对从所述第1光束向所述第2光束的转换效率进行调节，
在变更了所述第1光束的脉冲振荡频率的情况下，通过所述调节单元对所述转换效率进行调节，从而所述第3光束的强度相对于所述第1非线性介质的温度的温度依赖性示出单一最大值，并且维持示出所述最大值的所述第1非线性介质的温度与所述第2光束的强度示出最大值的所述第1非线性介质的温度相同的状态。
2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，
所述调节单元进行使所述第3光束的强度的峰值从多个峰值向示出所述最大值的单一的峰值变化的调节。
3.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，
所述第1光束被收敛于所述第1非线性介质，
所述调节单元通过使所述第1光束收敛的位置移动，从而对所述转换效率进行调节。
4.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，
具备光学元件，该光学元件使所述第1光束收敛于所述第1非线性介质，
所述调节单元通过使所述光学元件和所述第1非线性介质之间的距离变化，从而对所述转换效率进行调节。
5.根据权利要求4所述的波长转换装置，其特征在于，
所述调节单元为使所述光学元件移动的移动机构。
6.根据权利要求4所述的波长转换装置，其特征在于，
所述调节单元为使所述第1非线性介质移动的移动机构。
7.根据权利要求3所述的波长转换装置，其特征在于，
所述调节单元使所述第1光束收敛的位置从所述第1光束的中心轴的方向上的所述第1非线性介质的中心位置移动。
8.根据权利要求1或2所述的波长转换装置，其特征在于，
所述调节单元通过使所述第1非线性介质中的所述第1光束的光束直径变化，从而对所述转换效率进行调节。
9.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，
具备射出所述第1光束的脉冲激光光源。
10.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于具备：
激励光源，其射出激励光；
激光介质，其被所述激励光激励，射出所述第1光束；以及
光谐振器，其在内部配置有所述激光介质、所述第1非线性介质和所述第2非线性介质。
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