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JP2002287190A - Infrared light generator - Google Patents

Infrared light generator

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JP2002287190A
JP2002287190A JP2001089541A JP2001089541A JP2002287190A JP 2002287190 A JP2002287190 A JP 2002287190A JP 2001089541 A JP2001089541 A JP 2001089541A JP 2001089541 A JP2001089541 A JP 2001089541A JP 2002287190 A JP2002287190 A JP 2002287190A
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wavelength
laser
light
infrared light
nonlinear optical
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JP2001089541A
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Japanese (ja)
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Noriyuki Naito
紀幸 内藤
Tomoyuki Wada
智之 和田
Hideo Tashiro
英夫 田代
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RIKEN
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RIKEN
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高出力かつコンパクトで波長チューニング可能
な赤外光発生装置を提供する。 【解決手段】2種類の波長の異なる励起光を非線形光学
結晶に入射して混合し、差周波発生により赤外光を発生
する赤外光発生装置において、非線形光学結晶10へ入
射する短波長側の第1の波長の励起光の光源として、N
d:YAGレーザ12を用い、非線形光学結晶10へ入
射する長波長側の第2の波長の励起光の光源として、C
r:forsteriteレーザ14を用いる。
(57) [Summary] [Problem] To provide a compact, high-output infrared light generator capable of wavelength tuning. In an infrared light generating apparatus that emits two types of excitation light having different wavelengths into a nonlinear optical crystal and mixes them to generate an infrared light by generating a difference frequency, a short wavelength side incident on the nonlinear optical crystal is used. N as the light source of the excitation light of the first wavelength
d: Using a YAG laser 12 as a light source for the excitation light of the second wavelength on the long wavelength side incident on the nonlinear optical crystal 10,
An r: forsterite laser 14 is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外光発生装置に
関し、さらに詳細には、2種類の波長の異なる励起光を
非線形光学結晶に入射して混合し、差周波発生により赤
外光を発生するようにした赤外光発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared light generator, and more particularly, to two types of excitation light having different wavelengths which are incident on a nonlinear optical crystal and mixed, and generate infrared light by a difference frequency generation. The present invention relates to an infrared light generator configured to generate light.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、波長λ、波長λ(λ<λ
)の2つの励起光を非線形光学結晶中で混合すること
により、より長い波長λ(1/λ=1/λ−1/
λ)のコヒーレント光を発生させる、という差周波発
生の原理が知られている。
2. Description of the Related Art Generally, wavelengths λ 1 and λ 21
2 ) By mixing the two pump lights in the nonlinear optical crystal, a longer wavelength λ 3 (1 / λ 3 = 1 / λ 1 −1 /
The principle of the difference frequency generation of generating coherent light of λ 2 ) is known.

【0003】従来より、上記した差周波発生の原理を利
用して、2種類の波長の異なる励起光を非線形光学結晶
に入射して混合し、差周波発生により赤外光を発生する
ようにした赤外光発生装置が知られている。
Conventionally, two types of pumping lights having different wavelengths are made incident on a nonlinear optical crystal and mixed using the principle of the above-described difference frequency generation, and infrared light is generated by the difference frequency generation. Infrared light generators are known.

【0004】具体的には、非線形光学結晶に入射する2
種類の波長の異なる励起光の光源について、短波長側の
波長λの第1の励起光の光源として波長可変レーザで
あるTi:Sapphireレーザを用い、長波長側の
波長λの第2の励起光の光源として波長1.064μ
mでレーザ発振するNd:YAGレーザを用いた赤外光
発生装置が存在している。
[0004] Specifically, 2
Regarding the light source of the excitation light having different wavelengths, a wavelength tunable laser Ti: Sapphire laser is used as the light source of the first excitation light having the wavelength λ 1 on the short wavelength side, and the second light having the wavelength λ 2 on the long wavelength side is used. 1.064μ wavelength as excitation light source
There is an infrared light generator using an Nd: YAG laser that oscillates at m.

【0005】ここで、差周波発生の原理において、差周
波光は、非線形光学結晶中で短波長側の光が波長変換さ
れることにより発生する。
Here, in the principle of difference frequency generation, difference frequency light is generated by wavelength conversion of light on the short wavelength side in a nonlinear optical crystal.

【0006】即ち、上記した従来の赤外光発生装置にお
いて、差周波光(赤外光)は、短波長側の波長λの第
1の励起光を発生する波長可変レーザであるTi:Sa
pphireレーザにより発生された光が、非線形光学
結晶中で波長変換されることにより発生するものであ
る。
That is, in the above-mentioned conventional infrared light generating device, the difference frequency light (infrared light) is a wavelength tunable laser that generates the first pumping light having the wavelength λ 1 on the short wavelength side, Ti: Sa.
The light generated by the pphire laser is generated by wavelength conversion in the nonlinear optical crystal.

【0007】従って、この赤外光発生装置において差周
波光(赤外光)の出力を決定するのはTi:Sapph
ireレーザの出力であり、差周波光(赤外光)の出力
はTi:Sapphireレーザの出力に依存すること
になる。
Therefore, in this infrared light generator, the output of the difference frequency light (infrared light) is determined by Ti: Sapph.
This is the output of the ire laser, and the output of the difference frequency light (infrared light) depends on the output of the Ti: Sapphire laser.

【0008】ところで、Ti:Sapphireレーザ
は、波長0.532μmのNd:YAGレーザの第2高
調波で励起する必要があるため、差周波光(赤外光)の
出力を向上するためには、装置全体の大型化が避けられ
ないという問題点があった。
Since the Ti: Sapphire laser needs to be pumped by the second harmonic of a Nd: YAG laser having a wavelength of 0.532 μm, in order to improve the output of the difference frequency light (infrared light), There is a problem that the size of the entire apparatus cannot be avoided.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術の有する問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、高出力かつコンパクト
で波長チューニング可能な赤外光発生装置を提供しよう
とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a high-output, compact, wavelength-tunable red light. It is intended to provide an external light generation device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による赤外光発生装置は、図1の概念構成図
に示すように、非線形光学結晶10を用いた差周波発生
による赤外光発生装置であって、非線形光学結晶10に
入射する短波長側の第1の波長の励起光(励起光1)の
光源としてNd:YAGレーザ12を用い、非線形光学
結晶10に入射する長波長側の第2の波長の励起光(励
起光2)の光源としてCr:forsteriteレー
ザ14を用いるようにしたものである。
In order to achieve the above object, an infrared light generating device according to the present invention, as shown in the conceptual configuration diagram of FIG. An external light generating device, which uses an Nd: YAG laser 12 as a light source of excitation light (excitation light 1) of a first wavelength on the short wavelength side incident on the nonlinear optical crystal 10 and emits the light incident on the nonlinear optical crystal 10 A Cr: forsterite laser 14 is used as a light source of the excitation light of the second wavelength on the wavelength side (excitation light 2).

【0011】より詳細には、波長1.064μmでレー
ザ発振するNd:YAGレーザ12と、波長1.15〜
1.35μmでレーザ発振する波長可変固体レーザであ
るCr:forsteriteレーザとを用いることに
より、Nd:YAGレーザ12の基本波を短波長側の第
1の波長の励起光(励起光1)として用いるようにした
ので、高出力かつコンパクトであり、波長5〜14μm
の赤外領域で波長チューニングが可能な赤外光発生装置
を実現することができる。
More specifically, an Nd: YAG laser 12 oscillating at a wavelength of 1.064 μm,
The fundamental wave of the Nd: YAG laser 12 is used as the excitation light (the excitation light 1) of the first wavelength on the short wavelength side by using a Cr: forsterite laser which is a wavelength variable solid-state laser that oscillates at 1.35 μm. As a result, high output and compactness, wavelength of 5 to 14 μm
The infrared light generation device capable of tuning the wavelength in the infrared region can be realized.

【0012】なお、Cr:forsteriteレーザ
は、励起レーザとしてNd:YAGレーザ16を用いる
ことができる。
As the Cr: forsterite laser, an Nd: YAG laser 16 can be used as an excitation laser.

【0013】また、本発明による赤外光発生装置をパル
ス動作で作動する場合には、第1の波長の励起光(励起
光1)と第2の波長の励起光(励起光2)との2つのパ
ルス・レーザ光の同期が重要となるので、この2つのパ
ルス・レーザ光の同期を図るため、波長可変固体レーザ
であるCr:forsteriteレーザにより発生さ
れるパルス・レーザ光のタイム・ジッター(time
jitter)を抑制することが重要となる。
When the infrared light generating device according to the present invention is operated by a pulse operation, the excitation light of the first wavelength (excitation light 1) and the excitation light of the second wavelength (excitation light 2) are mixed. Since the synchronization of the two pulsed laser beams is important, the time jitter of the pulsed laser beam generated by the Cr: forsterite laser, which is a tunable solid-state laser, is used to synchronize the two pulsed laser beams. time
Jitter) is important.

【0014】このために、本発明による赤外光発生装置
においては、両サイド励起を用いてCr:forste
riteレーザを励起したり、光路長の短いキャビティ
を構成してCr:forsteriteレーザを発振さ
せたりすることにより、波長可変固体レーザであるC
r:forsteriteレーザにより発生されるパル
ス・レーザ光のタイム・ジッターを抑制して、2つのパ
ルス・レーザ光の同期を図るようにしている。
For this reason, in the infrared light generating apparatus according to the present invention, Cr: forste is produced by using both-side excitation.
By exciting a write laser or oscillating a Cr: forsterite laser by forming a cavity having a short optical path length, a tunable solid-state laser C is obtained.
The time jitter of the pulse laser light generated by the r: forsterite laser is suppressed so that the two pulse laser lights are synchronized.

【0015】即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明
は、2種類の波長の異なる励起光を非線形光学結晶に入
射して混合し、差周波発生により赤外光を発生する赤外
光発生装置において、非線形光学結晶へ入射する短波長
側の第1の波長の励起光の光源として、Nd:YAGレ
ーザを用い、上記非線形光学結晶へ入射する長波長側の
第2の波長の励起光の光源として、Cr:forste
riteレーザを用いるようにしたものである。
That is, the invention according to claim 1 of the present invention is an infrared light that emits infrared light by generating a difference frequency by mixing and mixing two types of excitation light having different wavelengths into a nonlinear optical crystal. In the generator, an Nd: YAG laser is used as a light source of the excitation light of the first wavelength on the short wavelength side incident on the nonlinear optical crystal, and the excitation light of the second wavelength on the long wavelength side incident on the nonlinear optical crystal is used. Cr: forste as a light source for
A write laser is used.

【0016】また、本発明のうち請求項2に記載の発明
は、本発明のうち請求項1に記載の発明において、上記
Nd:YAGレーザは、上記第1の波長の励起光として
波長1.064μmのパルス・レーザ光を発生して上記
非線形光学結晶へ入射し、上記Cr:forsteri
teレーザは、1.15〜1.35μmの波長範囲でレ
ーザ発振する波長可変レーザであり、両サイド励起によ
ってパルス・レーザ光のタイム・ジッターを抑制し、上
記第2の波長の励起光として1.15〜1.35μmの
波長範囲のレーザ光を選択的に発生して上記非線形光学
結晶へ入射し、上記Cr:forsteriteレーザ
が発生するパルス・レーザ光の波長に応じて、上記非線
形光学結晶における差周波発生によって、5〜14μm
の波長範囲の赤外光を選択的に発生するようにしたもの
である。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the Nd: YAG laser has a wavelength of 1.0 nm as the first wavelength of pumping light. A 064 μm pulsed laser beam is generated and incident on the nonlinear optical crystal, and the Cr: forsteri
The te laser is a wavelength tunable laser that oscillates in a wavelength range of 1.15 to 1.35 μm, suppresses the time jitter of the pulsed laser light by both-side excitation, and generates 1 as the excitation light of the second wavelength. .15 to 1.35 μm in a wavelength range of selectively generated and incident on the non-linear optical crystal, and according to the wavelength of the pulsed laser light generated by the Cr: forsterite laser, 5-14μm due to difference frequency generation
Infrared light in the wavelength range described above is selectively generated.

【0017】また、本発明のうち請求項3に記載の発明
は、本発明のうち請求項1に記載の発明において、上記
Nd:YAGレーザは、上記第1の波長の励起光として
波長1.064μmのパルス・レーザ光を発生して上記
非線形光学結晶へ入射し、上記Cr:forsteri
teレーザは、光路長の短いキャビティを用いて1.1
5〜1.35μmの波長範囲でレーザ発振する波長可変
レーザであり、上記光路長の短いキャビティを用いるこ
とによってパルス・レーザ光のタイム・ジッターを抑制
し、上記第2の波長の励起光として1.15〜1.35
μmの波長範囲のレーザ光を選択的に発生して上記非線
形光学結晶へ入射し、上記Cr:forsterite
レーザが発生するパルス・レーザ光の波長に応じて、上
記非線形光学結晶における差周波発生によって、5〜1
4μmの波長範囲の赤外光を選択的に発生するようにし
たものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the Nd: YAG laser has a wavelength of 1.10 as the first wavelength of pumping light. A 064 μm pulsed laser beam is generated and incident on the nonlinear optical crystal, and the Cr: forsteri is generated.
The te laser uses a cavity with a short optical path length to achieve 1.1.
A wavelength tunable laser that oscillates in a wavelength range of 5 to 1.35 μm, using a cavity having a short optical path length to suppress time jitter of pulsed laser light, and to generate 1 μm as pump light of the second wavelength. .15 to 1.35
A laser beam having a wavelength range of μm is selectively generated and incident on the nonlinear optical crystal, and the Cr: forsterite is formed.
Depending on the wavelength of the pulsed laser light generated by the laser, a difference frequency of 5 to 1
The infrared light having a wavelength range of 4 μm is selectively generated.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面に基づいて、本
発明による赤外光発生装置の実施の形態の一例を詳細に
説明するものとする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an infrared light generator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0019】図2には、本発明の実施の形態の一例とし
ての赤外光発生装置の構成説明図が示されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of an infrared light generator as an example of an embodiment of the present invention.

【0020】この図2に示す赤外光発生装置は、パルス
動作で作動するものとし、短波長側のパルス・レーザ光
の光源たる波長1.064μmでレーザ発振するNd:
YAGレーザ100と、長波長側のパルス・レーザ光の
光源たる1.15〜1.35μmの波長範囲でレーザ発
振する波長可変固体レーザであるCr:forster
iteレーザ102と、Cr:forsteriteレ
ーザ102を励起するための光源たるNd:YAGレー
ザ104と、Nd:YAGレーザ100をパルス動作で
作動するためのトリガーをNd:YAGレーザ100へ
出力するとともに、Cr:forsteriteレーザ
102をパルス動作で作動させるためにNd:YAGレ
ーザ104をパルス動作で作動するためのトリガーをN
d:YAGレーザ104へ出力するパルス発生装置10
6と、Nd:YAGレーザ100とCr:forste
riteレーザ102とにおいてそれぞれ発生されたパ
ルス・レーザ光を入射して混合し、差周波発生により赤
外光を発生する非線形光学結晶108とを有して構成さ
れている。
The infrared light generator shown in FIG. 2 is operated by a pulse operation, and Nd which oscillates at a wavelength of 1.064 μm, which is a light source of a short-wavelength side pulsed laser light, is:
A YAG laser 100 and a tunable solid-state laser Cr: forster that oscillates in a wavelength range of 1.15 to 1.35 μm, which is a light source of pulsed laser light on the long wavelength side.
An Nd: YAG laser 104 serving as a light source for exciting the item laser 102, the Cr: forsterite laser 102, and a trigger for operating the Nd: YAG laser 100 in a pulse operation are output to the Nd: YAG laser 100, and the Cr is output. : Trigger to operate the Nd: YAG laser 104 in pulse operation to operate the forsterite laser 102 in pulse operation
d: Pulse generator 10 for outputting to YAG laser 104
6, Nd: YAG laser 100 and Cr: forste
and a non-linear optical crystal 108 which mixes and emits pulsed laser light generated by the write laser 102 and generates infrared light by generating a difference frequency.

【0021】なお、非線形光学結晶108としては、例
えば、カルコパイライト結晶であるAgGaS結晶、
HgGa結晶、GaSe結晶などを用いることが
できる。
The nonlinear optical crystal 108 is, for example, an AgGaS 2 crystal which is a chalcopyrite crystal,
HgGa 2 S 4 crystal, GaSe crystal, or the like can be used.

【0022】上記したように、Cr:forsteri
teレーザ102の励起光源としては、波長1.064
μmでレーザ発振するNd:YAGレーザ104を用い
ているが、その励起強度を高めるために、Nd:YAG
レーザ104から出射された基本波である波長1.06
4μmの励起光は、レンズ110、112で構成された
テレスコープにより所定のビーム径に調整された後に、
ビーム・スプリッター114で2方向に分岐される。
As described above, Cr: forsteri
The excitation light source of the te laser 102 has a wavelength of 1.064.
Although the Nd: YAG laser 104 oscillating at μm is used, the Nd: YAG laser 104
Wavelength 1.06, which is the fundamental wave emitted from laser 104
The 4 μm excitation light is adjusted to a predetermined beam diameter by a telescope composed of lenses 110 and 112,
The beam is split in two directions by a beam splitter 114.

【0023】ビーム・スプリッター114で2方向に分
岐された励起光のうちの一方の励起光Aは、折り返しプ
リズム116、118を介して波長可変レーザ結晶たる
Cr:forsteriteレーザ結晶120の一方の
サイド(図2における左サイド)へ導入され、一方、ビ
ーム・スプリッター114で2方向に分岐された励起光
のうちの他方の励起光Bは、反射鏡122、折り返しプ
リズム124、126を介してCr:forsteri
teレーザ結晶120の他方のサイド(図2における右
サイド)へ導入され、Cr:forsteriteレー
ザ結晶120は両サイド励起されることになる。
One of the excitation lights A of the excitation lights branched in two directions by the beam splitter 114 passes through one of the folding prisms 116 and 118 to one side of a wavelength tunable laser crystal Cr: forsterite laser crystal 120. The left-side excitation light B is introduced into the left side in FIG. 2, while the other excitation light B among the excitation lights branched in two directions by the beam splitter 114 passes through the reflecting mirror 122 and the folding prisms 124 and 126 to form Cr: forsteri.
Introduced to the other side (the right side in FIG. 2) of the te laser crystal 120, the Cr: forsterite laser crystal 120 is excited on both sides.

【0024】これにより、Cr:forsterite
レーザ102の利得が高くなり、Cr:forster
iteレーザ102が発生するパルス・レーザ光のタイ
ム・・ジッターを抑制することができる。
Thus, Cr: forsterite
The gain of the laser 102 is increased, and the Cr: forster
The time jitter of the pulse laser light generated by the item laser 102 can be suppressed.

【0025】さらに、このCr:forsterite
レーザ102においては、Cr:forsterite
レーザ結晶120を中間に位置するようにして、Cr:
forsteriteレーザ結晶120の一方の側(図
2における左側)には、パルス・レーザ光の出射側とし
て出力鏡128(出力鏡128は、波長1.15〜1.
35μmの光を所定の透過率(例えば、30%)で透過
するミラーにより構成される。)が配置され、Cr:f
orsteriteレーザ結晶120の他方の側(図2
における右側)には、波長セレクタとして機能する波長
選択用の分散プリズム130と回転鏡132とが配置さ
れており、出力鏡128と回転鏡132とによりキャビ
ティが構成されている。換言すれば、出力鏡128はキ
ャビティを構成する一方のミラーであり、回転鏡132
はキャビティを構成する他方のミラーである。
Further, this Cr: forsterite
In the laser 102, Cr: forsterite
With the laser crystal 120 positioned in the middle, Cr:
On one side (left side in FIG. 2) of the forsterite laser crystal 120, an output mirror 128 (the output mirror 128 has a wavelength of 1.15 to 1.
The mirror is configured to transmit 35 μm light at a predetermined transmittance (for example, 30%). ) Is arranged and Cr: f
The other side of the orsterite laser crystal 120 (FIG. 2)
On the right side of the figure, a dispersion prism 130 for wavelength selection functioning as a wavelength selector and a rotating mirror 132 are arranged, and a cavity is formed by the output mirror 128 and the rotating mirror 132. In other words, the output mirror 128 is one of the mirrors forming the cavity, and the rotating mirror 132
Is the other mirror constituting the cavity.

【0026】ここで、出力鏡128は、図3に示すよう
に、円板形状の出力鏡の一部がカットされて略D字形状
に構成されている。従って、従来の円板形状の出力鏡で
あるならば、Cr:forsteriteレーザ結晶1
20への励起光Aの導入を妨げないようにするために、
Cr:forsteriteレーザ結晶120から離れ
た位置Cに配置する必要があったが、この略D字形状の
出力鏡128によれば、カットされた領域を励起光Aが
通過することができるため、Cr:forsterit
eレーザ結晶120の近傍の位置Dに配置することがで
きるため、キャビティの光路長を短くすることができ、
タイム・ジッターを抑制することができるようになる。
As shown in FIG. 3, the output mirror 128 is formed in a substantially D-shape by cutting a part of a disk-shaped output mirror. Therefore, if it is a conventional disk-shaped output mirror, the Cr: forsterite laser crystal 1
20 so as not to hinder the introduction of the excitation light A into
Although it was necessary to arrange the Cr: forsterite laser crystal 120 at a position C distant from the laser crystal 120, according to the substantially D-shaped output mirror 128, since the excitation light A can pass through the cut region, : Forsterit
Since it can be arranged at the position D near the e-laser crystal 120, the optical path length of the cavity can be shortened,
Time jitter can be suppressed.

【0027】また、分散プリズム130も、従来より一
般的に配置される位置Eに比べて、Cr:forste
riteレーザ結晶120の近傍の位置Fに配置するよ
うにしたため、これによってもキャビティの光路長を短
くすることができ、なお一層タイム・ジッターを抑制す
ることができるようになる。
The dispersing prism 130 also has a smaller Cr: forsteet than the position E which is generally arranged conventionally.
Since it is arranged at the position F in the vicinity of the write laser crystal 120, the optical path length of the cavity can be shortened and the time jitter can be further suppressed.

【0028】以上の構成において、この赤外光発生装置
により差周波により赤外光を発生させるためには、短波
長側の第1の励起光(以下、「励起光1」と称する。)
を発生するNd:YAGレーザ100と、長波長側の第
2の励起光(以下、「励起光2」と称する。)を発生す
るCr:forsteriteレーザ102とを、パル
ス発生装置106で発生させた外部のトリガーをそれぞ
れ用いてパルス動作させる。パルス・レーザ光である励
起光1と励起光2との同期は、この2つの外部のトリガ
ーの時間タイミングを調整することによって行う。
In the above configuration, in order to generate infrared light with a difference frequency by the infrared light generating device, first excitation light on the short wavelength side (hereinafter referred to as "excitation light 1").
, And a Cr: forsterite laser 102 that generates second excitation light (hereinafter, referred to as “excitation light 2”) on the long wavelength side. Pulse operation is performed using each of the external triggers. The synchronization between the pump light 1 and the pump light 2 which are pulsed laser lights is performed by adjusting the timing of the two external triggers.

【0029】上記した構成の赤外光発生装置において
は、励起光1の波長λ、励起光2の波長λには、
「λ<λ」の関係がある。上記したように、差周波
発生の原理は、短い波長の励起光1が差周波光に変換さ
れるので、その出力を決定するのは、励起光1の出力と
なる。
In the infrared light generating apparatus having the above-described configuration, the wavelength λ 1 of the excitation light 1 and the wavelength λ 2 of the excitation light 2 are
There is a relationship of “λ 12 ”. As described above, the principle of the difference frequency generation is that the excitation light 1 having a short wavelength is converted into the difference frequency light, and the output is determined by the output of the excitation light 1.

【0030】この赤外光発生装置では、励起光1が1.
064μmでレーザ発振するNd:YAGレーザである
ため、従来のTi:SapphireレーザとNd:Y
AGレーザとの組み合わせに較べて、高出力化と小型化
とを同時に達成することができる。
In this infrared light generating apparatus, the excitation light 1 is 1.
Since the Nd: YAG laser oscillates at 064 μm, the conventional Ti: Sapphire laser and Nd: Y
Compared with the combination with the AG laser, higher output and smaller size can be achieved at the same time.

【0031】即ち、この赤外光発生装置においては、N
d:YAGレーザの基本波が励起光1であるため、高出
力かつコンパクトであり、しかも5〜14μmの広い波
長範囲で波長チューニング可能な、波長可変領域が広い
赤外光発生装置が実現できる。
That is, in this infrared light generating device, N
d: Since the fundamental wave of the YAG laser is the pumping light 1, an infrared light generating device which is high-power and compact, can be tuned in a wide wavelength range of 5 to 14 μm, and has a wide wavelength variable region can be realized.

【0032】なお、図4には、本願出願人の実験結果に
よるCr:forsteriteレーザ102の波長と
タイム・ジッターとの関係を表すグラフが示されてい
る。Cr:forsteriteレーザ結晶120に対
して両サイド励起を用いることにより、1200〜12
50nsの波長域において、タイム・ジッターは最大5
nsに抑制することができた。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wavelength of the Cr: forsterite laser 102 and the time jitter based on the experimental results of the present applicant. By using both-side pumping for the Cr: forsterite laser crystal 120, 1200 to 12
In the 50 ns wavelength range, the time jitter is up to 5
ns.

【0033】また、図5はNd:YAGレーザ100の
レーザ・パルスを示し、図6はCr:forsteri
teレーザ102のレーザ・パルスを示している。これ
ら2つのレーザ・パルスは、図7に示すようにそれぞれ
100ショット発生した際にも同期を取ることができ
た。
FIG. 5 shows a laser pulse of the Nd: YAG laser 100, and FIG. 6 shows a Cr: forsteri.
4 shows a laser pulse of the te laser 102. These two laser pulses could be synchronized even when 100 shots each occurred as shown in FIG.

【0034】なお、上記した実施の形態は、以下の
(1)乃至(3)に示すように変形してもよい。
The above-described embodiment may be modified as shown in the following (1) to (3).

【0035】(1)上記した実施の形態においては、波
長セレクタとして分散プリズム130と回転鏡132と
を用いているが、さらにスペクトル幅を狭くするため
に、分散プリズム130と回転鏡132との間にエタロ
ン140を挿入するようにしてもよい(図2参照)。
(1) In the above embodiment, the dispersing prism 130 and the rotating mirror 132 are used as the wavelength selector. However, in order to further narrow the spectrum width, the distance between the dispersing prism 130 and the rotating mirror 132 is reduced. The etalon 140 may be inserted into the device (see FIG. 2).

【0036】(2)上記した実施の形態においては、波
長セレクタとして分散プリズム130と回転鏡132と
を用いているが、これに限られるものではないことは勿
論であり、分散プリズム130と回転鏡132とに代え
て、例えば、回折格子を用いるようにしてもよい。
(2) In the above embodiment, the dispersion prism 130 and the rotating mirror 132 are used as the wavelength selector. However, the present invention is not limited to this. Instead of 132, for example, a diffraction grating may be used.

【0037】(3)上記した実施の形態ならびに上記し
た(1)乃至(2)に示す変形例は、適宜に組み合わせ
るようにしてもよい。
(3) The above-described embodiments and the modifications shown in (1) and (2) above may be appropriately combined.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、高出力かつコンパクトで波長チューニング
可能な赤外光発生装置を提供することができるという優
れた効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has an excellent effect of providing a compact, high-output infrared light generator capable of wavelength tuning.

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

【図1】本発明による赤外光発生装置の概念構成図であ
る。
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of an infrared light generation device according to the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の一例としての赤外光発生
装置の構成説明図である。
FIG. 2 is a configuration explanatory diagram of an infrared light generation device as an example of an embodiment of the present invention.

【図3】円板形状の出力鏡の一部がカットされて略D字
形状に構成された出力鏡の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a substantially D-shaped output mirror in which a part of a disk-shaped output mirror is cut.

【図4】本願出願人の実験結果によるCr:forst
eriteレーザの波長とタイム・ジッターとの関係を
表すグラフである。
FIG. 4 shows Cr: forst based on the experimental results of the present applicant.
5 is a graph showing the relationship between the wavelength of an erite laser and time jitter.

【図5】Nd:YAGレーザのレーザ・パルスを示す波
形である。
FIG. 5 is a waveform showing a laser pulse of an Nd: YAG laser.

【図6】Cr:forsteriteレーザのレーザ・
パルスを示す波形である。
FIG. 6: Laser of Cr: forsterite laser
It is a waveform showing a pulse.

【図7】Nd:YAGレーザのレーザ・パルスとCr:
forsteriteレーザのレーザ・パルスとをそれ
ぞれ100ショット発生した際の同期の状態を示す波形
である。
FIG. 7 shows a laser pulse of Nd: YAG laser and Cr:
It is a waveform which shows the state of synchronization at the time of generating a laser pulse of a forsterite laser and 100 shots, respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 非線形光学結晶 12 Nd:YAGレーザ 14 Cr:forsteriteレーザ 16 Nd:YAGレーザ 100 Nd:YAGレーザ 102 Cr:forsteriteレーザ 104 Nd:YAGレーザ 106 パルス発生装置 108 非線形光学結晶 114 ビーム・スプリッター 120 Cr:forsteriteレーザ結晶 128 出力鏡 130 分散プリズム 132 回転鏡 140 エタロン Reference Signs List 10 Nonlinear optical crystal 12 Nd: YAG laser 14 Cr: forsterite laser 16 Nd: YAG laser 100 Nd: YAG laser 102 Cr: forsterite laser 104 Nd: YAG laser 106 Pulse generator 108 Nonlinear optical crystal 114 Beam splitter 120 Cr: forsterite Laser crystal 128 Output mirror 130 Dispersion prism 132 Rotating mirror 140 Etalon

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 智之 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 (72)発明者 田代 英夫 埼玉県和光市広沢2番1号 理化学研究所 内 Fターム(参考) 2K002 AB12 BA02 BA04 CA02 5F072 JJ20 KK01 KK12 QQ02 RR01 SS06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Tomoyuki Wada 2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama Pref. RIKEN (72) Inventor Hideo Tashiro 2-1 Hirosawa, Wako-shi, Saitama Pref. Reference) 2K002 AB12 BA02 BA04 CA02 5F072 JJ20 KK01 KK12 QQ02 RR01 SS06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2種類の波長の異なる励起光を非線形光
学結晶に入射して混合し、差周波発生により赤外光を発
生する赤外光発生装置において、 非線形光学結晶へ入射する短波長側の第1の波長の励起
光の光源として、Nd:YAGレーザを用い、 前記非線形光学結晶へ入射する長波長側の第2の波長の
励起光の光源として、Cr:forsteriteレー
ザを用いる赤外光発生装置。
1. An infrared light generating apparatus for generating two types of excitation light having different wavelengths which are incident on a nonlinear optical crystal and mix them to generate infrared light by generating a difference frequency. An Nd: YAG laser is used as a light source of the excitation light of the first wavelength, and a Cr: forsterite laser is used as a light source of the excitation light of the second wavelength on the longer wavelength side incident on the nonlinear optical crystal. Generator.
【請求項2】 請求項1に記載の赤外光発生装置におい
て、 前記Nd:YAGレーザは、前記第1の波長の励起光と
して波長1.064μmのパルス・レーザ光を発生して
前記非線形光学結晶へ入射し、 前記Cr:forsteriteレーザは、1.15〜
1.35μmの波長範囲でレーザ発振する波長可変レー
ザであり、両サイド励起によってパルス・レーザ光のタ
イム・ジッターを抑制し、前記第2の波長の励起光とし
て1.15〜1.35μmの波長範囲のレーザ光を選択
的に発生して前記非線形光学結晶へ入射し、 前記Cr:forsteriteレーザが発生するパル
ス・レーザ光の波長に応じて、前記非線形光学結晶にお
ける差周波発生によって、5〜14μmの波長範囲の赤
外光を選択的に発生する赤外光発生装置。
2. The infrared light generating device according to claim 1, wherein the Nd: YAG laser generates a pulsed laser beam having a wavelength of 1.064 μm as the pumping light having the first wavelength and generates the nonlinear laser. Incident on the crystal, and the Cr: forsterite laser
A wavelength tunable laser that oscillates in a wavelength range of 1.35 μm, suppresses the time jitter of the pulsed laser light by both-side pumping, and uses a wavelength of 1.15 to 1.35 μm as the pumping light of the second wavelength. A laser beam in a range is selectively generated and incident on the nonlinear optical crystal, and a difference frequency of 5 to 14 μm is generated by the nonlinear optical crystal according to the wavelength of the pulsed laser beam generated by the Cr: forsterite laser. An infrared light generating device that selectively generates infrared light in the wavelength range described above.
【請求項3】 請求項1に記載の赤外光発生装置におい
て、 前記Nd:YAGレーザは、前記第1の波長の励起光と
して波長1.064μmのパルス・レーザ光を発生して
前記非線形光学結晶へ入射し、 前記Cr:forsteriteレーザは、光路長の短
いキャビティを用いて1.15〜1.35μmの波長範
囲でレーザ発振する波長可変レーザであり、前記光路長
の短いキャビティを用いることによってパルス・レーザ
光のタイム・ジッターを抑制し、前記第2の波長の励起
光として1.15〜1.35μmの波長範囲のレーザ光
を選択的に発生して前記非線形光学結晶へ入射し、 前記Cr:forsteriteレーザが発生するパル
ス・レーザ光の波長に応じて、前記非線形光学結晶にお
ける差周波発生によって、5〜14μmの波長範囲の赤
外光を選択的に発生する赤外光発生装置。
3. The infrared light generating device according to claim 1, wherein the Nd: YAG laser generates a pulsed laser beam having a wavelength of 1.064 μm as the pumping light having the first wavelength and generates the nonlinear optical beam. The Cr: forsterite laser, which is incident on a crystal, is a wavelength tunable laser that oscillates in a wavelength range of 1.15 to 1.35 μm using a cavity with a short optical path length. Suppressing the time jitter of the pulsed laser light, selectively generating laser light having a wavelength range of 1.15 to 1.35 μm as the excitation light of the second wavelength, and making the laser light incident on the nonlinear optical crystal; According to the wavelength of the pulsed laser light generated by the Cr: forsterite laser, a wave of 5 to 14 μm is generated by the difference frequency generation in the nonlinear optical crystal. Range selectively infrared light generating device for generating infrared light.
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