JPH0566438A - Second higher harmonic generation device - Google Patents
Second higher harmonic generation deviceInfo
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- JPH0566438A JPH0566438A JP3226039A JP22603991A JPH0566438A JP H0566438 A JPH0566438 A JP H0566438A JP 3226039 A JP3226039 A JP 3226039A JP 22603991 A JP22603991 A JP 22603991A JP H0566438 A JPH0566438 A JP H0566438A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は第二高調波発生装置に関し、光強度
が高く、且つ高周波数領域まで変調可能である第二高調
波を発生させることを目的とする。
【構成】 YAG結晶11をLD14によって常時励起
させておき、波長可変LD31よりの変調されたシード
光32によってYAGレーザの発振モードを数100M
Hzもの高い周波数帯域で変調させる。これによりYA
Gレーザは、波長可変領域が発振線幅(0.7 nm)内であ
る波長可変レーザとなる。KNbO3 結晶13の許容幅
と上記の発振線幅とは、前者を後者より狭く構成する。
KNbO3 結晶13は、光強度が高く且つ数100MH
zもの高い周波数帯域で変調された第二高調波40を出
力するよう構成する。
(57) [Summary] [Object] The present invention relates to a second harmonic generation device, and an object thereof is to generate a second harmonic having a high light intensity and capable of being modulated up to a high frequency region. [Constitution] The YAG crystal 11 is constantly excited by the LD 14, and the oscillation mode of the YAG laser is set to several hundreds M by the modulated seed light 32 from the wavelength tunable LD 31.
Modulate in a frequency band as high as Hz. This makes YA
The G laser is a wavelength tunable laser whose wavelength tunable region is within the oscillation line width (0.7 nm). The allowable width of the KNbO 3 crystal 13 and the oscillation line width described above make the former narrower than the latter.
The KNbO 3 crystal 13 has high light intensity and several hundred MH.
It is configured to output the second harmonic wave 40 modulated in a frequency band as high as z.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は第二高調波発生装置に関
する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a second harmonic generator.
【0002】レーザ光の第二高調波は、例えば光記録の
分野において、記録の高密度化を可能とするものとして
期待されている。The second harmonic of laser light is expected to enable high density recording in the field of optical recording, for example.
【0003】光記録等に使用しうる第二高調波は、光強
度が高いものであること、及び取扱う信号との関係で例
えば数100MHzもの高い周波数で変調されたもので
あることが必要である。The second harmonic wave that can be used for optical recording or the like must have high light intensity and must be modulated at a high frequency of several hundred MHz, for example, in relation to the signal to be handled. ..
【0004】従って、第二高調波発生装置は、光強度の
高い第二高調波を発生可能であり、しかも数100MH
zもの高い周波数領域まで変調可能なものであることが
必要とされる。Therefore, the second harmonic generator can generate the second harmonic with high light intensity, and more than several hundred MH.
It is necessary to be able to modulate up to a frequency range as high as z.
【0005】[0005]
【従来の技術】図10は従来の1例の第二高調波発生装
置1であり、レーザダイオード(以下LDという)2
と、LiNbO3 の結晶3を組合わせた構成である。2. Description of the Related Art FIG. 10 shows an example of a conventional second harmonic wave generator 1, which is a laser diode (hereinafter referred to as LD) 2
And a crystal 3 of LiNbO 3 are combined.
【0006】LD2よりのレーザ光4が結晶3内に入
り、結晶3より、レーザ光4の第二高調波5が出力され
る。The laser light 4 from the LD 2 enters the crystal 3, and the crystal 3 outputs the second harmonic wave 5 of the laser light 4.
【0007】図11は従来の別の例の第二高調波発生装
置10を示す。FIG. 11 shows another conventional second harmonic generation device 10.
【0008】11はYAG(Y3 Al5 O12)結晶、1
2は光共振器、13はYAGレーザである。11 is a YAG (Y 3 Al 5 O 12 ) crystal, 1
Reference numeral 2 is an optical resonator, and 13 is a YAG laser.
【0009】14はKNbO3 結晶である。Reference numeral 14 is a KNbO 3 crystal.
【0010】15はLDであり、励起用であり、周波数
変調された信号によって駆動される。Reference numeral 15 is an LD, which is for excitation and is driven by a frequency-modulated signal.
【0011】LD15よりのレーザ光16が光共振器1
2内に入り、ここに閉じ込められ、YAG結晶11のN
d原子を励起する。The laser beam 16 from the LD 15 is the optical resonator 1
2 inside and confined here, N of YAG crystal 11
Excite d atom.
【0012】Nd原子が基底状態に戻るときに光17を
放出する。When the Nd atom returns to the ground state, it emits light 17.
【0013】放出された光17は光共振器12内で強め
られる。The emitted light 17 is intensified in the optical resonator 12.
【0014】強められたレーザ光18がYAGレーザ1
3(光共振器12)より出て、結晶14内に入り、結晶
14から、レーザ光18の第二高調波19が出力され
る。The enhanced laser beam 18 is the YAG laser 1
3 (optical resonator 12), enters the crystal 14, and the crystal 14 outputs the second harmonic wave 19 of the laser light 18.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】図10の装置1では、
LD2の出力が低く、従って第二高調波5の光強度は低
い。In the device 1 shown in FIG. 10,
The output of the LD 2 is low, and therefore the light intensity of the second harmonic wave 5 is low.
【0016】図11の装置10では、YAG結晶11を
励起してレーザ光18を得ているため、光強度の高い第
二高調波18が得られる。In the apparatus 10 of FIG. 11, since the laser light 18 is obtained by exciting the YAG crystal 11, the second harmonic wave 18 having high light intensity can be obtained.
【0017】しかし、LD15がオフとされたときのN
dの放出は自然放出であり、これには、数100μs の
時間を要する。However, N when the LD 15 is turned off
The release of d is a spontaneous release, which takes a few 100 μs.
【0018】従って、YAGレーザ13よりのレーザ光
18は、LD15をオフとした後も、図12(A)中、
線20で示すように、弱まりながらも出続けることにな
る。このため、LD15の励起を、同図(B)中、線2
1で示すように変調した場合には、YAGレーザ13よ
りのレーザ光18の光強度は同図(C)中、線22で示
す如くになり、第二高調波19の光強度は同図(D)中
線23で示す如くになる。Therefore, the laser light 18 from the YAG laser 13 remains in FIG. 12A even after the LD 15 is turned off.
As indicated by the line 20, it will continue to come out despite weakening. Therefore, the LD 15 is excited by the line 2 in FIG.
When modulated as shown in FIG. 1, the light intensity of the laser light 18 from the YAG laser 13 is as shown by the line 22 in FIG. 7C, and the light intensity of the second harmonic wave 19 is shown in FIG. D) As indicated by the center line 23.
【0019】このように、レーザ光18及び第二高調波
19の出力が立下がるのに数100μs もの時間t1 を
要するため、変調周波数の帯域は数kHzに制限され、
それ以上の変調は不可能となり、有用性に欠ける。As described above, since the output of the laser light 18 and the output of the second harmonic wave 19 requires a time t 1 of several 100 μs, the modulation frequency band is limited to several kHz.
Further modulation is impossible and it lacks usefulness.
【0020】そこで、本発明は、高光強度化及び変調周
波数の高域化を実現した第二高調波発生装置を提供する
ことを目的とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide a second harmonic generation device which realizes high light intensity and high modulation frequency.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、所定
の発振線幅を有する固体レーザ媒体を光共振器内に設け
てなる固体レーザと、該固体レーザの該固体レーザ媒体
を励起するレーザ光を出力する第1の半導体レーザと、
上記固体レーザ媒体の上記発振線幅内で周波数変調され
たシード光を出力して上記固体レーザ媒体に入射させる
第2の半導体レーザと、波長依存性を有し、該固体レー
ザよりのレーザ光を入射されてその第二高調波を発生さ
せる非線形光学結晶とよりなり、上記固体レーザ媒体
が、上記第1の半導体レーザよりの上記レーザ光によっ
て励起された状態を維持し、上記固体レーザが、上記第
2の半導体レーザよりの上記シード光によって発振モー
ドを変調され、上記非線形光学結晶がその波長依存性に
よって光強度が変調された第二高調波を出力する構成と
したものである。According to a first aspect of the present invention, a solid-state laser medium having a solid-state laser medium having a predetermined oscillation line width is provided in an optical resonator, and the solid-state laser medium of the solid-state laser is excited. A first semiconductor laser that outputs laser light;
A second semiconductor laser that outputs seed light that has been frequency-modulated within the oscillation line width of the solid-state laser medium and makes it enter the solid-state laser medium, and has a wavelength dependence, and emits laser light from the solid-state laser. A non-linear optical crystal that is incident to generate its second harmonic, the solid-state laser medium maintains a state of being excited by the laser light from the first semiconductor laser, and the solid-state laser is The oscillation mode is modulated by the seed light from the second semiconductor laser, and the nonlinear optical crystal outputs a second harmonic whose light intensity is modulated by its wavelength dependence.
【0022】請求項2の発明は、請求項1の非線形光学
結晶を、上記光共振器内に設けた構成としたものであ
る。According to a second aspect of the present invention, the nonlinear optical crystal according to the first aspect is provided in the optical resonator.
【0023】請求項3の発明は、請求項1の固体レーザ
を、過飽和吸収体を設けた構成としたものである。According to a third aspect of the present invention, the solid-state laser of the first aspect is provided with a saturable absorber.
【0024】[0024]
【作用】請求項1の第1の半導体レーザは、固体レーザ
が常時発振モードを維持するように作用する。According to the first semiconductor laser of the first aspect, the solid-state laser operates so as to always maintain the oscillation mode.
【0025】第2の半導体レーザは、これが出力するシ
ード光によって固体レーザの発振モードを引き込むよう
に作用する。The second semiconductor laser acts so as to draw the oscillation mode of the solid-state laser by the seed light output from the second semiconductor laser.
【0026】ここで、固体レーザは常時発振モードを維
持するため、誘導放出寿命がnsオーダの短いものとな
り、固体レーザの発振モードは、数100MHzもの高
い周波数帯域で変調される。Here, since the solid-state laser always maintains the oscillation mode, the stimulated emission lifetime is short, on the order of ns, and the oscillation mode of the solid-state laser is modulated in a high frequency band of several 100 MHz.
【0027】即ち、第1,第2の半導体レーザは、固体
レーザを、波長可変範囲をその発振線幅内とする波長可
変レーザとするように作用する。That is, the first and second semiconductor lasers act so that the solid-state laser is a wavelength tunable laser having a wavelength tunable range within its oscillation line width.
【0028】非線形光学結晶の波長依存性を利用する構
成は、光強度が数100MHzもの高い周波数で変調さ
れた第二高調波を出力するように作用する。The structure utilizing the wavelength dependence of the nonlinear optical crystal acts so as to output the second harmonic wave whose light intensity is modulated at a frequency as high as several 100 MHz.
【0029】請求項2の非線形光学結晶を光共振器内に
設けた構成は、非線形光学結晶内を通るレーザ光の光強
度を強くするように作用する。The configuration in which the non-linear optical crystal according to the second aspect is provided in the optical resonator acts to increase the light intensity of the laser light passing through the non-linear optical crystal.
【0030】請求項3の固体レーザ内に過飽和吸収体を
設けた構成は、固体レーザを自己モードロックさせるよ
うに作用する。The structure in which the supersaturated absorber is provided in the solid-state laser according to claim 3 functions so as to lock the solid-state laser in self mode.
【0031】[0031]
【実施例】図1は本発明の第1実施例の第二高調波発生
装置30であり、例えば光ディスクに情報信号を記録す
るためのレーザ光を出力するのに利用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a second harmonic generator 30 of the first embodiment of the present invention, which is used for outputting a laser beam for recording an information signal on an optical disk, for example.
【0032】図中、図2に示す構成部分と対応する部分
には同一符号を付す。In the figure, parts corresponding to those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
【0033】31は波長可変半導体レーザであり、共振
器内に回折格子を設けた構成であり、シード光32を出
力する。Reference numeral 31 denotes a wavelength tunable semiconductor laser, which has a structure in which a diffraction grating is provided in a resonator and outputs a seed light 32.
【0034】このシード光32はYAG結晶11に加え
られ、YAG結晶11は、後述するレーザの引込み動作
を行う。The seed light 32 is applied to the YAG crystal 11, and the YAG crystal 11 performs the laser pull-in operation described later.
【0035】また、波長可変半導体レーザ31には、端
子33を介して光磁気ディスクに記録する情報信号が入
力される。レーザ31からは、図2(B)に示すよう
に、上記情報信号に応じて波長が変化するシード光3
2,即ち数100MHzで、周波数変調されたシード光
32を出力する。An information signal to be recorded on the magneto-optical disk is input to the wavelength tunable semiconductor laser 31 via the terminal 33. From the laser 31, as shown in FIG. 2B, the seed light 3 whose wavelength changes according to the above information signal.
2, that is, the frequency-modulated seed light 32 is output at several 100 MHz.
【0036】また、レーザ31は、シード光32の周波
数変調幅aが後述するYAG結晶11よりのレーザ光の
発振線幅b(図4参照)内となるように定めてある。こ
れにより、シード光32は、図3に示すように上記の発
振線幅b内で周波数変調されたものとなる。Further, the laser 31 is set so that the frequency modulation width a of the seed light 32 is within the oscillation line width b (see FIG. 4) of the laser light from the YAG crystal 11 which will be described later. As a result, the seed light 32 is frequency-modulated within the oscillation line width b as shown in FIG.
【0037】次に、上記構成の装置30の動作について
説明する。Next, the operation of the device 30 having the above configuration will be described.
【0038】YAG結晶11には、励起用LD34から
の図2(A)に示すレーザ光35と、波長可変LD31
からの同図(B)に示すシード光32とが入射する。On the YAG crystal 11, the laser light 35 from the pumping LD 34 shown in FIG.
And the seed light 32 shown in FIG.
【0039】励起用LD34は、図11の場合のように
変調されず、連続して一定状態で発振する。The excitation LD 34 is not modulated as in the case of FIG. 11 and continuously oscillates in a constant state.
【0040】レーザ光35によって、YAG結晶11は
励起され、Ndイオンの原子が基底状態に戻るときに光
36を放出する。The YAG crystal 11 is excited by the laser light 35 and emits light 36 when the atoms of Nd ions return to the ground state.
【0041】ここで、Ndイオンの発振波長1.06μm は
単純な線ではない。この線は 4F3/ 2 → 4I11/2の遷移
といわれ、この線の幅は室温で65cm-1となり、波長に
換算すると約0.7 nmとなる。Here, the oscillation wavelength of Nd ions of 1.06 μm is not a simple line. This line is said to transition 4 F 3/2 → 4 I 11/2, the width of this line is about 0.7 nm in terms at room temperature 65cm -1, and the the wavelength.
【0042】従って、YAG結晶11にレーザ光35だ
けが入射している場合、YAG結晶光共振器12より出
力されるレーザ光37の発振線38は図4に示すよう
に、0.7 nmの幅bを有する。Therefore, when only the laser beam 35 is incident on the YAG crystal 11, the oscillation line 38 of the laser beam 37 output from the YAG crystal optical resonator 12 has a width b of 0.7 nm as shown in FIG. Have.
【0043】即ち、YAG結晶光変換器12は、0.7 nm
と極く狭い範囲ではあるけれども、波長可変レーザとな
る。That is, the YAG crystal optical converter 12 has a 0.7 nm
Though it is an extremely narrow range, it becomes a wavelength tunable laser.
【0044】ここで、励起用LD14は継続的に動作し
ており、YAG結晶11には、図2(A)に示すように
レーザ光35が継続的に入射しており、YAGレーザ1
3は誘導放出を継続している。Here, the pumping LD 14 is continuously operating, the laser light 35 is continuously incident on the YAG crystal 11, as shown in FIG.
3 continues stimulated release.
【0045】YAG結晶11には、シード光32も入射
しており、これによって以下に説明するレーザの引込み
動作が行われる。The seed light 32 is also incident on the YAG crystal 11, which causes the laser pull-in operation described below.
【0046】一般に、レーザの発振波長は発振可能線幅
中であれば、どの値でも取りうる。その発振波長はむし
ろ偶然に左右されうる。しかし発振始めに特定波長の光
が入射されれば、引き込まれてその波長によって選択的
に誘導放出され、出力全体が特定波長で発振する。この
ような目的のために最初に別のレーザから注入する光を
シード光と呼ぶ。従って、このシード光の発振波長を制
御することによって、レーザの発振波長を制御すること
ができる。In general, the oscillation wavelength of the laser can be any value as long as it is within the line width for oscillation. The oscillation wavelength can be influenced by chance rather. However, if light of a specific wavelength is incident at the beginning of oscillation, it is drawn in and selectively stimulated and emitted by that wavelength, and the entire output oscillates at the specific wavelength. The light that is first injected from another laser for this purpose is called seed light. Therefore, the oscillation wavelength of the laser can be controlled by controlling the oscillation wavelength of this seed light.
【0047】ここで、YAG結晶11は励起状態を維持
し、YAGレーザ13は誘導放出を接続しており、レー
ザ準位寿命は自然放出の寿命ではなく誘導放出の寿命と
なり、自然放出の寿命よりはるかに小さくなり、nsオ
ーダとなる。Here, the YAG crystal 11 maintains the excited state, and the YAG laser 13 is connected to stimulated emission. The laser level lifetime is not the spontaneous emission lifetime but the stimulated emission lifetime. It will be much smaller, on the order of ns.
【0048】上記のシード光32がYAG結晶11に入
射することによって、YAGレーザ13より射出される
出力の大なるレーザ光39は、図2(C)に示すよう
に、シード光32によって周波数変調されたものとな
る。When the seed light 32 is incident on the YAG crystal 11, the high-power laser light 39 emitted from the YAG laser 13 is frequency-modulated by the seed light 32 as shown in FIG. 2C. It has been done.
【0049】上記のようにYAG結晶11内における放
出寿命はnsオーダであるため、レーザ光39の波長の
復帰の動作は瞬時に行われ、YAGレーザ13は、レー
ザ光39を数100MHzに及ぶ高周波数帯域まで周波
数変調が可能となる。As described above, since the emission life in the YAG crystal 11 is on the order of ns, the operation of returning the wavelength of the laser light 39 is instantaneously performed, and the YAG laser 13 emits the laser light 39 at a high frequency of several hundred MHz. Frequency modulation is possible up to the frequency band.
【0050】このため、YAGレーザ13は、数100
Mzで周波数変調されているシード光32に十分に追従
できる速さで変調動作を行うことが出来、図2(C)に
示すように、光強度が高くて且つ一定であり、波長が数
100Mzで周波数変調されたレーザ光39を出射す
る。Therefore, the YAG laser 13 has several hundred
The modulation operation can be performed at a speed sufficient to follow the seed light 32 that is frequency-modulated by Mz. As shown in FIG. 2C, the light intensity is high and constant, and the wavelength is several 100 Mz. The laser beam 39 frequency-modulated by is emitted.
【0051】ここで、発振直後はシード光によって波長
が制御されるが、発振後は自らの発振波長によって誘導
放出が起きるため制御が出来ないという議論があるかも
しれない。しかし固体レーザの連続発振は必ずしも、時
間的に一定出力が出ているわけではない。連続発振とは
いってもnsのオーダでは断続的なスパイク発振してい
ることが知られている。これは緩和発振として知られて
いる現象で、固体レーザでは特徴的なものである。各ス
パイクは各々独立した波長で発振している。It may be argued here that the wavelength is controlled by the seed light immediately after the oscillation, but it cannot be controlled after the oscillation because stimulated emission occurs due to its own oscillation wavelength. However, continuous oscillation of a solid-state laser does not always produce a constant output over time. It is known that even if it is continuous oscillation, intermittent spike oscillation occurs on the order of ns. This is a phenomenon known as relaxation oscillation, which is characteristic of solid-state lasers. Each spike oscillates at an independent wavelength.
【0052】このレーザ光39がKNbO3 結晶13に
入射される。This laser light 39 is incident on the KNbO 3 crystal 13.
【0053】この結晶13から第二高調波を効率よく出
力たるためには、位相整合を図る必要がある。In order to efficiently output the second harmonic from the crystal 13, it is necessary to achieve phase matching.
【0054】この結晶13において、位相整合が成り立
つための入射するレーザ光39の波長の許容幅cは、約
0.06nm・cmである。In this crystal 13, the allowable width c of the wavelength of the incident laser beam 39 for establishing phase matching is about
It is 0.06 nm · cm.
【0055】結晶13についての入射レーザ光と第二高
調波との関係は、図5に示す如くになる。The relationship between the incident laser beam and the second harmonic on the crystal 13 is as shown in FIG.
【0056】入射レーザ光を、線45に示すように、光
強度は変えずに波長を変えた場合、第二高調波の光強度
は、線46で示す如くになる。When the wavelength of the incident laser light is changed without changing the light intensity as shown by the line 45, the light intensity of the second harmonic becomes as shown by the line 46.
【0057】即ち、入射レーザ光の波長が許容幅c内に
入ると、位相が整合して結晶13より第二高調波が出力
される。入射レーザ光の波長が許容幅cより外れると、
位相が不整合となって、第二高調波の出力は略零となっ
てしまう。That is, when the wavelength of the incident laser light falls within the allowable width c, the phases match and the crystal 13 outputs the second harmonic. When the wavelength of the incident laser light deviates from the allowable width c,
The phases are mismatched, and the output of the second harmonic becomes almost zero.
【0058】このように、結晶13は波長依存性を有す
る。As described above, the crystal 13 has wavelength dependence.
【0059】本発明はこの波長依存性を利用している。The present invention utilizes this wavelength dependence.
【0060】この波長依存性が利用できるように、許容
幅cと前記の発振線幅bとは、図3及び図4に示すよう
に、c≪bの関係となっている。In order to utilize this wavelength dependence, the allowable width c and the oscillation line width b have a relationship of c << b as shown in FIGS. 3 and 4.
【0061】前記のレーザ光39は波長が発振線幅cが
周波数変調されたものであるため、これが結晶13に入
射すると、波長が許容幅c内に出入りし、位相整合と不
整合の状態が繰り返される。Since the laser light 39 has a wavelength whose oscillation line width c is frequency-modulated, when it enters the crystal 13, the wavelength goes in and out of the allowable width c, and a phase matching and a mismatching state occur. Repeated.
【0062】結晶13は、位相整合した時のみ第二高調
波を出力し、位相不整合の時には第二高調波を出力しな
い。The crystal 13 outputs the second harmonic only when the phases are matched, and does not output the second harmonic when the phases are mismatched.
【0063】これにより、結晶13からは、図2(D)
に示すように、光強度が数100MHzの高い周波数で
周波数変調された第二高調波40が出力される。As a result, from the crystal 13, FIG.
As shown in, the second harmonic wave 40 whose frequency is modulated at a high frequency with a light intensity of several 100 MHz is output.
【0064】従って、上記の装置30は、数100MH
zの高い周波数で変調されている情報信号の入来に応じ
て、光強度が高く、且つ波長がYAGレーザ13のレー
ザ光39の半分であり、光強度が情報信号に対応して数
100MHzの高い周波数によって周波数変調された第
二高調波40を出力する。Therefore, the above-mentioned device 30 is several hundred MH.
In response to the arrival of the information signal modulated at the high frequency of z, the light intensity is high and the wavelength is half of the laser light 39 of the YAG laser 13, and the light intensity is several hundred MHz corresponding to the information signal. The second harmonic 40 frequency-modulated by a high frequency is output.
【0065】なお、上記の装置30は光ディスク用に限
らず、光通信用等他の分野においても利用できる。The device 30 can be used not only for optical disks but also for other fields such as optical communication.
【0066】また、YAG結晶11に代えて、別の固体
レーザ結晶を使用してもよい。Further, instead of the YAG crystal 11, another solid-state laser crystal may be used.
【0067】また、KNbO3 結晶13に代えて、Li
NbO3結晶又はLiTiO3 結晶を設けてもよい。Further, in place of the KNbO 3 crystal 13, Li
NbO 3 crystal or LiTiO 3 crystal may be provided.
【0068】図6は本発明の第2実施例の第二高調波発
生装置50を示す。FIG. 6 shows a second harmonic generator 50 according to the second embodiment of the present invention.
【0069】この装置50は、前記の装置30とは異な
り、KNbO3 結晶13を共振器51内に設けた構成で
ある。This device 50 is different from the device 30 described above in that the KNbO 3 crystal 13 is provided in the resonator 51.
【0070】これにより、結晶13内を通るレーザ光が
強くなって第二高調波がより効果的に発生し、図6に示
すように光強度の高い(P2 >P1 )第二高調波52が
出力される。As a result, the laser light passing through the inside of the crystal 13 becomes stronger and the second harmonic is generated more effectively. As shown in FIG. 6, the second harmonic having a high light intensity (P 2 > P 1 ) is generated. 52 is output.
【0071】また、結晶13の長さが等価的に長くなっ
て、位相整合の許容幅が狭くなる。このため、波長可変
LD31の波長可変幅をその分狭くしてもよいことにな
り、有利である。Further, the length of the crystal 13 becomes equivalently long, and the allowable width of phase matching becomes narrow. Therefore, the wavelength variable width of the wavelength variable LD 31 may be narrowed by that amount, which is advantageous.
【0072】図7は本発明の第3実施例の第二高調波発
生装置60を示す。FIG. 7 shows a second harmonic generator 60 according to the third embodiment of the present invention.
【0073】この装置60は、過飽和吸収体61を光共
振器12内であってYAG結晶11の射出側に設けた構
成である。This device 60 has a structure in which the saturable absorber 61 is provided inside the optical resonator 12 and on the emission side of the YAG crystal 11.
【0074】過飽和吸収体61は、YAG結晶11より
出力されたレーザ光39のうち光強度の低い部分のレー
ザ光を吸収する。The supersaturated absorber 61 absorbs a portion of the laser light 39 output from the YAG crystal 11 that has a low light intensity.
【0075】これにより、YAGレーザ13の発振が自
己モードロックされ、YAGレーザ13は、図8(A)
に示すように、光強度のピークが図2(C)のP10より
高いP11であり、規則正しいGHzオーダの連続パルス
よりなるレーザ光62を出力する。As a result, the oscillation of the YAG laser 13 is self-mode-locked, and the YAG laser 13 operates as shown in FIG.
2, the peak of the light intensity is P 11, which is higher than P 10 in FIG. 2C, and the laser light 62 composed of regular pulses on the order of GHz is output.
【0076】このように、ピークが高いため、結晶13
は、第二高調波を効率良く発生し、図8(B)に示すよ
うに、図2(D)に比べて光強度の大なる第二高調波6
3が出力される。Thus, since the peak is high, the crystal 13
Efficiently generate the second harmonic wave, and as shown in FIG. 8B, the second harmonic wave 6 having a larger light intensity than that of FIG.
3 is output.
【0077】また、レーザ光62に規則性があるため、
上記の第二高調波63は従来に比べてノイズが少ないも
のとなる。Since the laser beam 62 has regularity,
The second harmonic 63 has less noise than the conventional one.
【0078】[0078]
【発明の効果】以上説明した様に、請求項1の発明によ
れば、固体レーザの発振モードを例えば数100MHz
もの高い周波数帯域で変調させることが出来る。また、
非線形光学結晶の波長依存性を利用することによって、
光強度が高く、しかも光強度が例えば数100MHzも
の高い周波数で変調された第二高調波を発生することが
出来る。As described above, according to the invention of claim 1, the oscillation mode of the solid-state laser is, for example, several hundred MHz.
It can be modulated in a very high frequency band. Also,
By utilizing the wavelength dependence of a nonlinear optical crystal,
It is possible to generate a second harmonic wave having a high light intensity and a light intensity modulated at a high frequency of, for example, several 100 MHz.
【0079】請求項2の発明によれば、請求項1の発明
に比べて、光強度の高い第二高調波を発生することが出
来る。According to the second aspect of the invention, it is possible to generate a second harmonic wave having a higher light intensity than that of the first aspect of the invention.
【0080】請求項3の発明によれば、請求項1の発明
に比べて、光強度の高い第二高調波を発生することが出
来る。According to the invention of claim 3, as compared with the invention of claim 1, it is possible to generate a second harmonic wave having a higher light intensity.
【図1】本発明の第1実施例になる第二高調波発生装置
を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a second harmonic generation device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の装置の各部のレーザ光及び第二高調波を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a laser beam and a second harmonic of each part of the apparatus of FIG.
【図3】シード光の周波数変調幅、レーザ光の発振線
幅、及び位相整合の許容幅を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a frequency modulation width of seed light, an oscillation line width of laser light, and an allowable width of phase matching.
【図4】図1中、YAGレーザのレーザ光の発振線を示
す図である。FIG. 4 is a diagram showing an oscillation line of laser light of a YAG laser in FIG.
【図5】図1中、KNbO3 結晶の波長依存性を説明す
る図である。5 is a diagram illustrating the wavelength dependence of KNbO 3 crystal in FIG. 1. FIG.
【図6】本発明の第2実施例になる第二高調波発生装置
を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second harmonic generation device according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2実施例になる第二高調波発生装置
を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a second harmonic generation device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3実施例になる第二高調波発生装置
を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a second harmonic generation device according to a third embodiment of the present invention.
【図9】図8中のレーザ光及び第二高調波を示す図であ
る。9 is a diagram showing laser light and second harmonics in FIG.
【図10】従来の1例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a conventional example.
【図11】従来の別の例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing another conventional example.
【図12】図11の装置の動作を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of the apparatus of FIG.
11 YAG結晶 12,51 光共振器 13 YAGレーザ 14 KNbO3 結晶 30,50,60 第二高調波発生装置 31 波長可変半導体レーザ 32 シード光 33 端子 34 励起用半導体レーザ 35 レーザ光 36 光 37 レーザ光35により励起されて出力されたレーザ
光 38 発振線 39,62 レーザ光35及びシード光32が入射して
いるときに出射されるレーザ光 40,52,63 第二高調波 61 過飽和吸収体 a シード光の周波数変調幅 b レーザ光の発振線幅 c 位相整合の許容幅11 YAG crystal 12, 51 Optical resonator 13 YAG laser 14 KNbO 3 crystal 30, 50, 60 Second harmonic generation device 31 Wavelength tunable semiconductor laser 32 Seed light 33 Terminal 34 Excitation semiconductor laser 35 Laser light 36 Light 37 Laser light Laser light excited by 35 and output 38 Oscillation line 39,62 Laser light 35 and laser light emitted when seed light 32 is incident 40,52,63 Second harmonic wave 61 Saturated absorber a Seed Optical frequency modulation width b Laser light oscillation line width c Phase matching allowable width
Claims (3)
ザ媒体(11)を光共振器(12)内に設けてなる固体
レーザ(13)と、 該固体レーザの該固体レーザ媒体を励起するレーザ光
(35)を出力する第1の半導体レーザ(34)と、 上記固体レーザ媒体の上記発振線幅(b)内で周波数変
調されたシード光(32)を出力して上記固体レーザ媒
体に入射させる第2の半導体レーザ(31)と、 波長依存性を有し、該固体レーザよりのレーザ光を入射
されてその第二高調波を発生させる非線形光学結晶(1
3)とよりなり、 上記固体レーザ媒体が、上記第1の半導体レーザよりの
上記レーザ光によって励起された状態を維持し、上記固
体レーザが、上記第2の半導体レーザよりの上記シード
光によって発振モードを変調され、上記非線形光学結晶
がその波長依存性によって光強度が変調された第二高調
波を出力する構成としたことを特徴とする第二高調波発
生装置。1. A solid-state laser (13) comprising a solid-state laser medium (11) having a predetermined oscillation line width (b) in an optical resonator (12), and exciting the solid-state laser medium of the solid-state laser. A first semiconductor laser (34) that outputs a laser light (35) that emits light, and a seed light (32) that is frequency-modulated within the oscillation line width (b) of the solid-state laser medium to output the solid-state laser medium. A second semiconductor laser (31) which is incident on the laser diode, and a nonlinear optical crystal (1) which has wavelength dependence and which is irradiated with laser light from the solid-state laser to generate its second harmonic.
3), wherein the solid-state laser medium maintains a state of being excited by the laser light from the first semiconductor laser, and the solid-state laser oscillates by the seed light from the second semiconductor laser. A second harmonic generation device characterized in that a mode is modulated and the nonlinear optical crystal outputs a second harmonic whose light intensity is modulated by its wavelength dependence.
振器(51)内に設けた構成としたことを特徴とする第
二高調波発生装置。2. A second harmonic generation device, characterized in that the nonlinear optical crystal according to claim 1 is provided in the optical resonator (51).
(61)を設けた構成としたことを特徴とする第二高調
波発生装置。3. A second harmonic generation device, characterized in that the solid-state laser according to claim 1 is provided with a saturable absorber (61).
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