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JPH06252516A - Harmonic generator - Google Patents

Harmonic generator

Info

Publication number
JPH06252516A
JPH06252516A JP6285393A JP6285393A JPH06252516A JP H06252516 A JPH06252516 A JP H06252516A JP 6285393 A JP6285393 A JP 6285393A JP 6285393 A JP6285393 A JP 6285393A JP H06252516 A JPH06252516 A JP H06252516A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
optical material
harmonic
nonlinear optical
fundamental wave
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
JP6285393A
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 JP6285393A priority Critical patent/JPH06252516A/en
Publication of JPH06252516A publication Critical patent/JPH06252516A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高調波出力を効率良くかつ安定して発生させる
ことのできる高調波発生装置を提供する。 【構成】LD2から出射した基本波6をモノリシック型
共振器5に入射させ、その出力光をビームスプリッタ1
4に通して基本波6と第2高調波7に分離する。基本波
6を光検出器15で電気信号に変換し、この電気信号に
基づいてLD2の温度、共振器5の温度、電場等を制御
する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a harmonic generator capable of efficiently and stably generating a harmonic output. [Structure] A fundamental wave 6 emitted from an LD 2 is made incident on a monolithic resonator 5, and its output light is made into a beam splitter 1.
A fundamental wave 6 and a second harmonic wave 7 are separated by passing through 4. The fundamental wave 6 is converted into an electric signal by the photodetector 15, and the temperature of the LD 2, the temperature of the resonator 5, the electric field and the like are controlled based on the electric signal.

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、半導体レーザから発せ
られる基本波を非線形光学材料を有する共振器を用いて
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 semiconductor laser into a harmonic using a 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入射させ、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倍させる
ことで、高調波を効率よく発生させることができる。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
の変動効率の向上を図るために、ディスクリート型のも
のからモノリシック型のものへとその主流が移行しつつ
ある。
2. Description of the Related Art In recent years, various devices have been proposed in which a fundamental wave emitted from a semiconductor laser or the like is incident on a nonlinear optical material to obtain a second harmonic wave or a third harmonic wave. In these devices, a non-linear 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 multiplied, whereby harmonics can be efficiently generated. As a resonator, a reflection film is provided on the end surface of the nonlinear optical material, and a monolithic resonator that resonates inside is provided,
There is known a discrete resonator in which a plurality of mirrors are arranged to form a resonator, and a nonlinear optical material is arranged in the resonator. In recent years, the mainstream is shifting from a discrete type to a monolithic type in order to miniaturize the device and improve the variation efficiency to harmonics.

【0003】図3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高調波発生装置を
示す。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860nm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、所定の光学膜を
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。
FIG. 3 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. The LD 2 emits the fundamental wave 6 having a wavelength of 860 nm, for example. Two surfaces of the monolithic resonator 5 facing each other in the figure are polished into a spherical shape and provided with a predetermined optical film. That is, the surface on the left side of the drawing forms an incident surface for the fundamental wave 6, and a spherical mirror 8 provided with an optical film that partially transmits the fundamental wave 6.

【0004】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。
The surface on the right side of the drawing forms the exit surface of the second harmonic wave 7, and is a spherical mirror provided with an optical film that is highly reflective to the fundamental wave 6 and highly transmissive to the second harmonic wave 7. I am 9. 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 monolithic resonator 5 at the point A of the spherical mirror 8. 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4
30nm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。
In this way, the multiplied fundamental wave 6 propagates in 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 4 of the c-axis linearly polarized light.
It is converted to the second harmonic wave 7 of 30 nm. 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 a rocking range, and when the amount of light returned from the resonator 5 is 40 dB, the rocking range is about 3.5 GHz.

【0007】一般に高効率で安定な第2高調波を得るた
めには、LD発振周波数と、非線形光学材料からなる共
振器の共振透過周波数とを一致させる必要がある。LD
発振周波数はLD電流とLD温度によって変化し、従来
用いられているLDでは各々ほぼ−1.5GHz/m
A、−35GHz/℃の依存性がある。このため、LD
はペルチェ素子等により1/100℃程度の精度で温度
制御されつつ、ACC(Auto Current Control)駆動さ
れている。
Generally, in order to obtain a highly efficient and stable second harmonic, it is necessary to match the LD oscillation frequency with the resonance transmission frequency of a resonator made of a non-linear optical material. LD
The oscillation frequency changes depending on the LD current and the LD temperature, and is about -1.5 GHz / m for the LDs used conventionally.
A, there is a dependency of -35 GHz / ° C. Therefore, LD
Is driven by ACC (Auto Current Control) while the temperature is controlled with a precision of about 1/100 ° C. by a Peltier element or the like.

【0008】また、共振透過周波数は光学的共振器長n
L(nは屈折率、Lは共振器長)に依存する。nLもま
た温度依存性を有し、従来用いられているKNbO3
らなるモノリシック型共振器の場合、5GHz/℃程度
変化する。よって、共振器をなす非線形光学材料もまた
ペルチェ素子等により1/100℃程度以下の精度で温
度制御を行っている。
The resonance transmission frequency is the optical resonator length n.
It depends on L (n is a refractive index and L is a resonator length). nL also has a temperature dependence, and in the case of a conventionally used monolithic resonator made of KNbO 3 , it changes by about 5 GHz / ° C. Therefore, the nonlinear optical material forming the resonator is also temperature-controlled by the Peltier element or the like with an accuracy of about 1/100 ° C. or less.

【0009】このように、従来の第2高調波発生装置で
は、LD及び共振器の各々を独立に温度制御することに
より、LD発振周波数と共振透過周波数とを一致させ、
高効率で安定な第2高調波を得ようとしていた。
As described above, in the conventional second harmonic generator, the LD oscillation frequency and the resonance transmission frequency are matched by controlling the temperature of each of the LD and the resonator independently.
I was trying to obtain a highly efficient and stable second harmonic.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の第2高調波発生装置では、LD及び非線形光学材料
からなる共振器が1/100℃程度の精度で温度制御さ
れているものの、温度制御している場所と実際に温度制
御したい場所とを構造上完全に一致させることはできな
いので、この両者間に温度匂配が生じる。このため、環
境周囲温度が変化すると、制御している場所の温度は不
変でも、制御したい場所、すなわちLDの発光部及び非
線形光学材料の共振部においては温度変化が生じて、L
D光の発振周波数や、非線形光学材料で構成された共振
器の共振透過周波数が変化する。そのとき、LD発振周
波数と共振透過周波数との間に相対的な偏差が生じ、そ
の偏差量がロッキングレンジよりも大きくなると周波数
ロックが外れ、第2高調波出力が停止するという問題点
を有していた。
However, in the above-mentioned second harmonic generator of the related art, the temperature of the resonator made of the LD and the nonlinear optical material is controlled with an accuracy of about 1/100 ° C. Since the place where the temperature is to be controlled and the place where the temperature is actually desired to be controlled cannot be perfectly matched structurally, there is a temperature gradient between them. For this reason, when the ambient temperature changes, the temperature of the place to be controlled does not change, but at the place to be controlled, that is, at the light emitting part of the LD and the resonant part of the nonlinear optical material, the temperature changes and L
The oscillation frequency of the D light and the resonance transmission frequency of the resonator made of the non-linear optical material change. At this time, there is a problem that a relative deviation occurs between the LD oscillation frequency and the resonance transmission frequency, and when the deviation amount exceeds the rocking range, the frequency lock is released and the second harmonic output is stopped. Was there.

【0011】したがって、本発明の目的は上記のような
周波数の相対的偏差が生じても、それを補うような制御
を付加することによって、高調波出力を効率良くかつ安
定して発生させることのできる高調波発生装置を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to efficiently and stably generate a harmonic output by adding a control for compensating for the above relative frequency deviation even if it occurs. An object of the present invention is to provide a higher harmonic wave generating device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の一つは、LDと、結合光学系と、非線形光
学材料を有する共振器と、前記LDの温度調節手段と、
前記非線形光学材料の温度調節手段とを備えた高調波発
生装置において、前記共振器を透過してくる基本波を検
出し、その光量の変化に応じて前記LDの温度調節手段
及び/又は前記非線形光学材料の温度調節手段に制御信
号を送り、前記LD及び/又は前記非線形光学材料の温
度を変化させるフィードバック制御装置が設けられてい
ることを特徴とする。
To achieve the above object, one of the present inventions is to provide an LD, a coupling optical system, a resonator having a nonlinear optical material, and a temperature adjusting means for the LD.
In a harmonic generator comprising the temperature adjusting means for the non-linear optical material, the fundamental wave transmitted through the resonator is detected, and the temperature adjusting means for the LD and / or the non-linearity is detected in accordance with a change in the amount of light. A feedback control device for sending a control signal to the temperature adjusting means of the optical material to change the temperature of the LD and / or the nonlinear optical material is provided.

【0013】上記において、前記フィードバック制御装
置は、前記LDの電流を変調させる発振器と、前記共振
器を透過してくる基本波を高調波と分離するビームスプ
リッタと、このビームスプリッタで分離された基本波を
電気信号に変換する光検出器と、この光検出器で変換さ
れた電気信号を位相検波するロックインアンプと、この
ロックインアンプにより得られた誤差信号が0となるよ
うに、前記LDの温度調節手段及び/又は前記非線形光
学材料の温度調節手段に制御信号を送るPIコントロー
ラとで構成されることが好ましい。
In the above, the feedback control device includes an oscillator that modulates the current of the LD, a beam splitter that separates a fundamental wave that has passed through the resonator from harmonics, and a fundamental beam splitter that is split by the beam splitter. A photodetector for converting a wave into an electric signal, a lock-in amplifier for phase-detecting the electric signal converted by the photodetector, and the LD so that the error signal obtained by the lock-in amplifier becomes zero. And / or a PI controller that sends a control signal to the temperature adjusting means of the nonlinear optical material.

【0014】本発明のもう一つは、LDと、結合光学系
と、非線形光学材料を有する共振器と、前記非線形光学
材料に電場をかける電場付与手段とを備えた高調波発生
装置において、前記共振器を透過してくる基本波を検出
し、その光量の変化に応じて前記電場付与手段に制御信
号を送り、前記非線形光学材料にかかる電場を変化させ
るフィードバック制御装置が設けられていることを特徴
とする。
Another aspect of the present invention is a harmonic generation device comprising an LD, a coupling optical system, a resonator having a nonlinear optical material, and an electric field applying means for applying an electric field to the nonlinear optical material. A feedback control device that detects a fundamental wave that is transmitted through the resonator and sends a control signal to the electric field applying unit according to a change in the amount of light to change the electric field applied to the nonlinear optical material is provided. Characterize.

【0015】[0015]

【作用】本発明の一つによれば、フィードバック制御装
置により、共振器を透過してくる基本波(共振透過光)
を検出して、その光量の変化に応じてLDの温度調節手
段及び/又は非線形光学材料の温度調節手段に制御信号
を送り、LD及び/又は非線形光学材料の温度を変化さ
せるので、周囲の温度等が変化してLD発振周波数と共
振透過周波数との間に相対的な偏差が生じても、その偏
差が上記フィードバック制御により補正され、高調波出
力を常に効率良くかつ安定して発生させることができ
る。
According to one aspect of the present invention, the fundamental wave (resonant transmitted light) transmitted through the resonator is controlled by the feedback control device.
Is detected and a control signal is sent to the temperature adjusting means of the LD and / or the temperature adjusting means of the non-linear optical material in accordance with the change in the light amount to change the temperature of the LD and / or the non-linear optical material. Etc., and a relative deviation occurs between the LD oscillation frequency and the resonance transmission frequency, the deviation is corrected by the feedback control, and the harmonic output can always be generated efficiently and stably. it can.

【0016】本発明のもう一つによれば、フィードバッ
ク制御装置により共振器を透過してくる基本波(共振透
過光)を検出して、その光量の変化に応じて電場付与手
段に制御信号を送り、非線形光学材料にかかる電場を変
化させるいわゆるEO効果により非線形光学材料の屈折
率等を変化させ、環境周囲温度等の変化によるLD発振
周波数と共振透過周波数との間の相対的な偏差が補正さ
れ、高調波出力を常に効率良くかつ安定して発生させる
ことができる。
According to another aspect of the present invention, the fundamental wave (resonance transmitted light) transmitted through the resonator is detected by the feedback control device, and a control signal is sent to the electric field applying means according to the change in the light quantity. The refractive index of the nonlinear optical material is changed by the so-called EO effect that changes the electric field applied to the nonlinear optical material, and the relative deviation between the LD oscillation frequency and the resonance transmission frequency due to the change of the ambient temperature is corrected. Therefore, the harmonic output can always be generated efficiently and stably.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、従来例として説明した図3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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the substantially same parts as those of the apparatus of FIG. 3 described as the conventional example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0018】図1は、本発明の1実施例である第2高調
波発生装置101の概略構成図である。図において、符
号2〜11で示される部分は図3の従来例と同様であ
る。12a、12bは各々LD2、モノリシック型共振
器5の温度を調節する温調器であり、13はLD駆動電
源である。14はモノリシック型共振器5より出射して
きた基本波6と第2高調波7とを分離するビームスプリ
ッタであり、この実施例では基本波6を99%以上反
射、第2高調波7を90%以上透過する。15は光検出
器であり、この実施例ではAPDを用いている。16は
LD電流を変調させるための発振器、17は位相検波用
のロックインアンプ、18は位相検波信号をLD電流に
フィードバックするためのPIコントローラである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a second harmonic generation device 101 which is an embodiment of the present invention. In the figure, the parts indicated by reference numerals 2 to 11 are the same as in the conventional example of FIG. Reference numerals 12a and 12b are temperature regulators for adjusting the temperatures of the LD 2 and the monolithic resonator 5, respectively, and 13 is an LD drive power source. A beam splitter 14 separates the fundamental wave 6 and the second harmonic wave 7 emitted from the monolithic resonator 5, and in this embodiment, the fundamental wave 6 is reflected by 99% or more and the second harmonic wave 90%. Permeate more. Reference numeral 15 is a photodetector, which is an APD in this embodiment. Reference numeral 16 is an oscillator for modulating the LD current, 17 is a lock-in amplifier for phase detection, and 18 is a PI controller for feeding back the phase detection signal to the LD current.

【0019】上記構成において、LD2から出射された
基本波6は、コリメートレンズ3及びモードマッチング
レンズ4を通してモノリシック型共振器5に入射し、共
振器5内の点A、B、Cでリング型に反射して増倍さ
れ、モノリシック型共振器5中を結晶軸a方向に伝搬す
るとき、その一部が第2高調波7に変換されて、出射側
の球面ミラー9の点Bから出力される。
In the above structure, the fundamental wave 6 emitted from the LD 2 enters the monolithic resonator 5 through the collimating lens 3 and the mode matching lens 4, and becomes a ring type at points A, B and C in the resonator 5. When reflected, multiplied, and propagated through the monolithic resonator 5 in the crystal axis a direction, a part thereof is converted into the second harmonic wave 7 and output from the point B of the spherical mirror 9 on the exit side. .

【0020】なお、このとき球面ミラー9の基本波6に
対する反射率が100%ではないため、一部の基本波6
も第2高調波7と一緒に出射される。また、基本波6の
一部はモノリシック型共振器5を構成する結晶内部の不
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。以上の動作
は図3に示した従来の装置と同じである。
At this time, since the reflectance of the spherical mirror 9 with respect to the fundamental wave 6 is not 100%, a part of the fundamental wave 6 is generated.
Is also emitted together with the second harmonic wave 7. Further, a part of the fundamental wave 6 is scattered by impurities or the like inside the crystal forming the monolithic resonator 5, 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. The above operation is the same as that of the conventional device shown in FIG.

【0021】この第2高調波発生装置101は、更に以
下に説明するようなフィードバック制御がなされる点で
従来の装置と異なっている。すなわち、発振器16は周
波数1KHz、振幅0.1mVのsin波を出力し、L
D駆動電源13のLD電流を変調する。それに応じてL
D発振周波数がロッキングレンジの中で微小変化する。
これにより、モノリシック型共振器5から透過してくる
基本波6の強度(共振透過パワー)もまた微小変化す
る。この基本波6をビームスプリッタ14で第2高調波
7と分離し、光検出器15で電気信号に変換し、ロック
インアンプ17で位相検波することにより、共振透過パ
ワーの微小変化信号、すなわち誤差信号を得ることがで
きる。
The second harmonic generation device 101 differs from the conventional device in that feedback control as described below is performed. That is, the oscillator 16 outputs a sin wave having a frequency of 1 KHz and an amplitude of 0.1 mV,
The LD current of the D drive power supply 13 is modulated. Accordingly L
The D oscillation frequency slightly changes within the rocking range.
As a result, the intensity (resonance transmission power) of the fundamental wave 6 transmitted from the monolithic resonator 5 also slightly changes. The fundamental wave 6 is separated from the second harmonic wave 7 by the beam splitter 14, converted into an electric signal by the photodetector 15, and phase-detected by the lock-in amplifier 17, whereby a minute change signal of the resonance transmission power, that is, an error. You can get a signal.

【0022】ロッキングレンジは、通常、図2(A)に
示すような形を有しており、この誤差信号は図2(B)
に示すようにロッキングレンジ(LR)を微分したもの
となる。共振透過パワーは、ロッキングレンジの中央
(CP)、すなわち誤差(微分)信号が0となるときに
最も安定である。よって、この微分信号が0になるよう
PIコントローラ18を通してLD2の温調器12aに
制御信号を送り、ペルチェ素子11aを介してLD2の
温度を制御することにより、結果的にLD周波数と共振
透過周波数の偏差を補正し、安定な第2高調波出力を取
り出すことができる。このとき、PIコントローラ18
はこの偏差の大きさ及び時間変化に応じた制御を行うよ
う機能する。
The rocking range usually has a shape as shown in FIG. 2 (A), and this error signal is shown in FIG. 2 (B).
As shown in, the rocking range (LR) is differentiated. The resonance transmission power is most stable at the center (CP) of the rocking range, that is, when the error (differential) signal becomes zero. Therefore, a control signal is sent to the temperature controller 12a of the LD2 through the PI controller 18 so that the differential signal becomes 0, and the temperature of the LD2 is controlled through the Peltier element 11a, resulting in the LD frequency and the resonant transmission frequency. It is possible to correct the deviation of and obtain a stable second harmonic output. At this time, the PI controller 18
Functions to perform control according to the magnitude of this deviation and the change over time.

【0023】なお、上記実施例においてPIコントロー
ラ18から、モノリシック型共振器5の温調器15bに
制御信号を送り、ペルチェ素子11bを介してモノリシ
ック型共振器5の温度を制御することにより、LD周波
数と共振透過周波数の偏差を補正するようにしてもよ
い。
In the above embodiment, the PI controller 18 sends a control signal to the temperature controller 15b of the monolithic resonator 5 to control the temperature of the monolithic resonator 5 via the Peltier element 11b. The deviation between the frequency and the resonant transmission frequency may be corrected.

【0024】また、モノリシック型共振器5に図示しな
い電場付与装置を設け、PIコントローラ18から、電
場付与装置に制御信号を送り、モノリシック型共振器5
にかかる電場(EO効果)を制御して、LD周波数と共
振透過周波数の偏差を補正するようにしてもよい。
Further, an electric field applying device (not shown) is provided in the monolithic resonator 5, and a control signal is sent from the PI controller 18 to the electric field applying device to cause the monolithic resonator 5 to move.
It is also possible to control the electric field (EO effect) related to the above to correct the deviation between the LD frequency and the resonant transmission frequency.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来は独立して制御されていたLD周波数と共振透過周
波数とを、フィードバック制御機構によって一致するよ
うに制御するので、環境周囲温度の変化に対しても安定
な高調波出力が得られるという効果がもたらされる。ま
た、上記フィードバックは、LDや共振器の温度、ある
いは共振器にかかる電場など、安定性に対する許容度が
一番厳しい部分になされるので、高調波発生装置全体の
最適化が可能となる。
As described above, according to the present invention,
Conventionally, the LD frequency and the resonance transmission frequency, which have been independently controlled, are controlled by the feedback control mechanism so as to match with each other. Therefore, there is an effect that a stable harmonic wave output can be obtained even with a change in ambient temperature. Be brought. Further, since the feedback is applied to the part where the tolerance for stability is the strictest, such as the temperature of the LD or the resonator, or the electric field applied to the resonator, it is possible to optimize the entire harmonic generator.

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

【図1】本発明の1実施例である第2高調波発生装置の
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a second harmonic generation device that is an embodiment of the present invention.

【図2】ロッキングレンジにおけるLD発振周波数と共
振透過パワーの関係、及びLD発振周波数と誤差信号の
関係を示す図表である。
FIG. 2 is a chart showing a relationship between an LD oscillation frequency and a resonant transmission power and a relationship between an LD oscillation frequency and an error signal in a rocking range.

【図3】従来の第2高調波発生装置の一例を示す概略構
成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional second harmonic generation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2: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 11a:ペルチェ素子 11b:ペルチェ素子 12a:温調器 12b:温調器 13:LD駆動電源 14:ビームスプリッタ 15:光検出器 15a:第1光検出器 15b:第2光検出器 16:発振器 17:ロックインアンプ 18:PIコントローラ 101:第2高調波発生装置 2: LD 3: Collimating lens 4: Mode matching lens 5: Monolithic resonator 6: Fundamental wave 7: Second harmonic wave 11a: Peltier element 11b: Peltier element 12a: Temperature controller 12b: Temperature controller 13: LD drive Power supply 14: Beam splitter 15: Photodetector 15a: First photodetector 15b: Second photodetector 16: Oscillator 17: Lock-in amplifier 18: PI controller 101: Second harmonic generation device

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体レーザと、結合光学系と、非線形光
学材料を有する共振器と、前記半導体レーザの温度調節
手段と、前記非線形光学材料の温度調節手段とを備えた
高調波発生装置において、前記共振器を透過してくる基
本波を検出し、その光量の変化に応じて前記半導体レー
ザの温度調節手段及び/又は前記非線形光学材料の温度
調節手段に制御信号を送り、前記半導体レーザ及び/又
は前記非線形光学材料の温度を変化させるフィードバッ
ク制御装置が設けられていることを特徴とする高調波発
生装置。
1. A harmonic generator comprising a semiconductor laser, a coupling optical system, a resonator having a nonlinear optical material, a temperature adjusting means for the semiconductor laser, and a temperature adjusting means for the nonlinear optical material, The fundamental wave transmitted through the resonator is detected, and a control signal is sent to the temperature adjusting means of the semiconductor laser and / or the temperature adjusting means of the non-linear optical material according to the change of the light quantity, and the semiconductor laser and / or Alternatively, a higher harmonic wave generating device is provided with a feedback control device for changing the temperature of the nonlinear optical material.
【請求項2】前記フィードバック制御装置は、前記半導
体レーザの電流を変調させる発振器と、前記共振器を透
過してくる基本波を高調波と分離するビームスプリッタ
と、このビームスプリッタで分離された基本波を電気信
号に変換する光検出器と、この光検出器で変換された電
気信号を位相検波するロックインアンプと、このロック
インアンプにより得られた誤差信号が0となるように、
前記半導体レーザの温度調節手段及び/又は前記非線形
光学材料の温度調節手段に制御信号を送るPIコントロ
ーラとで構成されている請求項1記載の高調波発生装
置。
2. The feedback control device includes an oscillator that modulates the current of the semiconductor laser, a beam splitter that separates a fundamental wave that passes through the resonator from a harmonic, and a fundamental beam splitter that is split by the beam splitter. A photodetector for converting a wave into an electric signal, a lock-in amplifier for phase-detecting the electric signal converted by the photodetector, and an error signal obtained by the lock-in amplifier are set to 0,
The harmonic generator according to claim 1, comprising a PI controller that sends a control signal to the temperature adjusting means of the semiconductor laser and / or the temperature adjusting means of the nonlinear optical material.
【請求項3】半導体レーザと、結合光学系と、非線形光
学材料を有する共振器と、前記非線形光学材料に電場を
かける電場付与手段とを備えた高調波発生装置におい
て、前記共振器を透過してくる基本波を検出し、その光
量の変化に応じて前記電場付与手段に制御信号を送り、
前記非線形光学材料にかかる電場を変化させるフィード
バック制御装置が設けられていることを特徴とする高調
波発生装置。
3. A harmonic generation device comprising a semiconductor laser, a coupling optical system, a resonator having a nonlinear optical material, and an electric field applying means for applying an electric field to the nonlinear optical material. Detects the coming fundamental wave, sends a control signal to the electric field applying means according to the change in the light quantity,
A harmonic generation device, comprising a feedback control device for changing an electric field applied to the nonlinear optical material.
JP6285393A 1993-02-26 1993-02-26 Harmonic generator Pending JPH06252516A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0784881A4 (en) * 1994-10-03 1997-09-17 Sdl Inc Tunable blue laser diode
JP2015035469A (en) * 2013-08-08 2015-02-19 株式会社島津製作所 Solid state laser equipment

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