JPH0832164A - レーザの周波数倍増に基づく小型光源 - Google Patents
レーザの周波数倍増に基づく小型光源Info
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- JPH0832164A JPH0832164A JP7191058A JP19105895A JPH0832164A JP H0832164 A JPH0832164 A JP H0832164A JP 7191058 A JP7191058 A JP 7191058A JP 19105895 A JP19105895 A JP 19105895A JP H0832164 A JPH0832164 A JP H0832164A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長λｏi で入射波を放射するレーザと、位
相整合状態がλｏi の値の組に属する波長λｏa で確認
される非直線媒体（ＮＬＭ）を使用した小型のコヒーレ
ントな光源を開示する。 【解決手段】 この光源には更に波長λｏi で透明度が
高く波長λｏi ／２で反射率の高い非直線媒体の入口と
出口の点に二つのダイクロイックミラーＭ１とＭ２を有
している。このような構造によりレーザの放射を波長λ
ｏa に固定し、λｏa ／２で光波を取り出し、λｏa ／
２で放射パワーを増幅することができる。応用分野は青
色光源である。
相整合状態がλｏi の値の組に属する波長λｏa で確認
される非直線媒体（ＮＬＭ）を使用した小型のコヒーレ
ントな光源を開示する。 【解決手段】 この光源には更に波長λｏi で透明度が
高く波長λｏi ／２で反射率の高い非直線媒体の入口と
出口の点に二つのダイクロイックミラーＭ１とＭ２を有
している。このような構造によりレーザの放射を波長λ
ｏa に固定し、λｏa ／２で光波を取り出し、λｏa ／
２で放射パワーを増幅することができる。応用分野は青
色光源である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は適当なレーザ材料が
ないため、または適当な材料を得ることが難しいため放
射を行なうことが不可能であるスペクトル領域で、周波
数変換の操作により放射を行なう小型の光源に関してい
る。
ないため、または適当な材料を得ることが難しいため放
射を行なうことが不可能であるスペクトル領域で、周波
数変換の操作により放射を行なう小型の光源に関してい
る。
【０００２】
【従来の技術】ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）のよ
うな特定の材料に対する二次の非直線磁化率を使用する
ことにより、近赤外線内での照射に応じ周波数倍増によ
りスペクトラムの青色領域内で放射することが可能であ
る。
うな特定の材料に対する二次の非直線磁化率を使用する
ことにより、近赤外線内での照射に応じ周波数倍増によ
りスペクトラムの青色領域内で放射することが可能であ
る。
【０００３】周波数倍増操作において、波長λの入射に
基づく光学的なパワー変換が効率的に行なわれるように
するため、材料内および相互作用を通し入射波により誘
起される非直線偏光は、供給される波長λ／２で発生さ
れる波と整合する位相を有することが必要である。しか
し、一般に
基づく光学的なパワー変換が効率的に行なわれるように
するため、材料内および相互作用を通し入射波により誘
起される非直線偏光は、供給される波長λ／２で発生さ
れる波と整合する位相を有することが必要である。しか
し、一般に
【外１】 における材料の屈折率の分散により、この位相整合状態
は満たされない。
は満たされない。
【０００４】この問題を回避するため、一番目の解決策
は屈折率の変化の範囲を補償するため特定の材料の複屈
折を利用することである。更に他の解決策は、特定の材
料の複屈折に関係するよりもかなり一般的な状態で適用
できる準位相整合を使用することである。他の解決策
は、位相不整合による光波のベクトル差を補償するため
非直線相互作用を周期的に防ぐことからなる。
は屈折率の変化の範囲を補償するため特定の材料の複屈
折を利用することである。更に他の解決策は、特定の材
料の複屈折に関係するよりもかなり一般的な状態で適用
できる準位相整合を使用することである。他の解決策
は、位相不整合による光波のベクトル差を補償するため
非直線相互作用を周期的に防ぐことからなる。
【０００５】より詳細には、非直線材料内でｏｘ軸に沿
って伝播し、次式の電界を有する入射波を検討する：
って伝播し、次式の電界を有する入射波を検討する：
【数１】
【０００６】適当な材料内で、この波は次式のように表
される二次非直線偏光を生ずる：
される二次非直線偏光を生ずる：
【数２】 ここにｄは動作中の非直線係数で、ε0 は真空の誘電率
である。
である。
【０００７】この偏光により、相互作用が生ずる時、半
波長
波長
【数３】 を有する高調波ビームと、
【外２】 での材料の屈折率である時
【数４】 を生ずる倍周波数の波が放射される。この波に対する電
界は次式のようになる：
界は次式のようになる：
【数５】
【０００８】
【外３】 で放射源を形成する非直線偏光と、この偏光により構造
的に供給される高調波との間の位相シフトΔφは
的に供給される高調波との間の位相シフトΔφは
【外４】 への変換において決定的な役割を果たしていることが判
る。実際には、この位相シフトは相互作用の距離Ｘの終
わりで次式のように表わされる：
る。実際には、この位相シフトは相互作用の距離Ｘの終
わりで次式のように表わされる：
【数６】
【０００９】屈折率の変化に範囲があるため、この位相
シフトは一般にゼロでないことが明らかに判る。
シフトは一般にゼロでないことが明らかに判る。
【００１０】しかし、Λを擾乱の期間とする時周期的な
変化Δβ＝ｍ．ＫすなわちＫ＝２π／Λを生じ、Ｌｃを
位相シフトがπになる偏光と高調波の終わりにおける相
互作用の距離に対応したコヒーレントの長さとするとΛ
＝２Ｌｃとなる。
変化Δβ＝ｍ．ＫすなわちＫ＝２π／Λを生じ、Ｌｃを
位相シフトがπになる偏光と高調波の終わりにおける相
互作用の距離に対応したコヒーレントの長さとするとΛ
＝２Ｌｃとなる。
【００１１】擾乱は非直線相互作用に影響を及ぼすあら
ゆるパラメータ（屈折率、屈折率の分散、動作中の非直
線係数等）に生ずる。
ゆるパラメータ（屈折率、屈折率の分散、動作中の非直
線係数等）に生ずる。
【００１２】この周期的な擾乱を通し、偏光と高調波の
間の位相シフトΔφは各Ｌｃの終わりでπだけ減少し、
累積を続ける代わり各コヒーレントの長さでゼロまで減
少する。この点について、図１は次の三つの可能な例を
示している：曲線ａ）は位相不整合の場合、曲線ｂ）は
準位相整合の場合、曲線ｃ）は完全位相整合の場合。
間の位相シフトΔφは各Ｌｃの終わりでπだけ減少し、
累積を続ける代わり各コヒーレントの長さでゼロまで減
少する。この点について、図１は次の三つの可能な例を
示している：曲線ａ）は位相不整合の場合、曲線ｂ）は
準位相整合の場合、曲線ｃ）は完全位相整合の場合。
【００１３】本発明の目的は、
【外５】 の瞬時の光波を放射するレーザを使用し、位相整合状態
または準位相整合状態が波長
または準位相整合状態が波長
【外６】 で得られる非直線媒体（ＮＬＭ）の周波数倍増器により
光波
光波
【外７】 を発生する光源に関している。
【００１４】本発明による光源によりレーザの放射のス
ペクトル幅に関する問題を解決することができる。この
現象はレーザダイオードの内容から説明することがで
き、位相整合状態または準位相整合状態は、ある特定の
非常に正確な波長のみに対して媒体（ＮＬＭ）内で条件
を満たす。このようにするため、本発明による小型光源
は位相整合状態または準位相整合状態が確実に行なわれ
る場合と同じ波長を有する信号をこの波の中に注入する
ことによりレーザの放射の長さを“固定”している。
ペクトル幅に関する問題を解決することができる。この
現象はレーザダイオードの内容から説明することがで
き、位相整合状態または準位相整合状態は、ある特定の
非常に正確な波長のみに対して媒体（ＮＬＭ）内で条件
を満たす。このようにするため、本発明による小型光源
は位相整合状態または準位相整合状態が確実に行なわれ
る場合と同じ波長を有する信号をこの波の中に注入する
ことによりレーザの放射の長さを“固定”している。
【００１５】この“固定”の用語は注入信号の波長にこ
のダイオードの放射波長を固定するため光信号をレー
ザ、特にレーザダイオードに注入することに対応してお
り、既に発行された文献に使用されている。文献（１９
９３年５月２４日、Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ，Ｌｅｔｔ．６
２（２１）に掲載のＫ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｈ．Ｍｉｚ
ｕｕｃｈｉ，Ｙ．Ｋｉｔａｏｋａ，Ｍ．Ｋａｔｏ著の
“周波数領域に挿入されたＬｉＴａＯ3 導波管内のレー
ザダイオードの周波数倍増による高出力青色光の発生”
［１］）では、伝播性の回析格子により反射された後ダ
イオードに自身のビームを再注入することにより単周波
レーザダイオードの放射波長が連続的に変化することが
行なわれている（ダイオードの出口面にあらゆる非反射
の処理を行なうことは必ずしも必要でない）。非直線導
波管内で準位相整合（ＱＰＭ）によりレーザダイオード
の周波数倍増を行なうようにされた実験の概要図を図２
に示す。回析格子の回転により波長の変化をレーザダイ
オードに再注入させることができ、ダイオードの放射波
長（この場合約８６０ｎｍ）をチェックし所要の整合を
得ることができる。
のダイオードの放射波長を固定するため光信号をレー
ザ、特にレーザダイオードに注入することに対応してお
り、既に発行された文献に使用されている。文献（１９
９３年５月２４日、Ａｐｐｌ，Ｐｈｙｓ，Ｌｅｔｔ．６
２（２１）に掲載のＫ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，Ｈ．Ｍｉｚ
ｕｕｃｈｉ，Ｙ．Ｋｉｔａｏｋａ，Ｍ．Ｋａｔｏ著の
“周波数領域に挿入されたＬｉＴａＯ3 導波管内のレー
ザダイオードの周波数倍増による高出力青色光の発生”
［１］）では、伝播性の回析格子により反射された後ダ
イオードに自身のビームを再注入することにより単周波
レーザダイオードの放射波長が連続的に変化することが
行なわれている（ダイオードの出口面にあらゆる非反射
の処理を行なうことは必ずしも必要でない）。非直線導
波管内で準位相整合（ＱＰＭ）によりレーザダイオード
の周波数倍増を行なうようにされた実験の概要図を図２
に示す。回析格子の回転により波長の変化をレーザダイ
オードに再注入させることができ、ダイオードの放射波
長（この場合約８６０ｎｍ）をチェックし所要の整合を
得ることができる。
【００１６】このタイプの技術の大きな欠点は所要の整
合が自動的に得られないことと、システムが十分満足に
動作するようにフィードバックを追加する必要があるこ
とである。前述の例では、回析格子の位置は例えば外部
温度の影響により倍増器のＱＰＭ波長に対する潜在的な
変化に追随するため、放射される高調波のパワーをサー
ボ機構で結合する必要がある。
合が自動的に得られないことと、システムが十分満足に
動作するようにフィードバックを追加する必要があるこ
とである。前述の例では、回析格子の位置は例えば外部
温度の影響により倍増器のＱＰＭ波長に対する潜在的な
変化に追随するため、放射される高調波のパワーをサー
ボ機構で結合する必要がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は位相整合
状態または準位相整合状態が周波数倍増器で満たされる
ようにする波長にレーザダイオードの波長を自動的に固
定することである。
状態または準位相整合状態が周波数倍増器で満たされる
ようにする波長にレーザダイオードの波長を自動的に固
定することである。
【００１８】これを行なうため、本発明の原理は周波数
倍増に使用される非直線成分（ＮＬＭ）において、小部
分の残留ポンプ波（非直線偏光を発生する入射波）に伴
う大部分の高調波をリサイクルすることから成ってい
る。
倍増に使用される非直線成分（ＮＬＭ）において、小部
分の残留ポンプ波（非直線偏光を発生する入射波）に伴
う大部分の高調波をリサイクルすることから成ってい
る。
【００１９】非直線成分において、リサイクルされた小
部分のポンプ波を増幅することは可能であるが、波長が
非直線成分の位相整合状態またはＱＰＭ状態の波長に対
応していれば単独に行なわれる。この増幅から光信号を
再注入することにより、ダイオードの波長はレーザダイ
オードからのパワーと提案した光源の出力パワーに対応
した高調波はパワーとの間で変換効率を最も高くする正
確な値に固定される。
部分のポンプ波を増幅することは可能であるが、波長が
非直線成分の位相整合状態またはＱＰＭ状態の波長に対
応していれば単独に行なわれる。この増幅から光信号を
再注入することにより、ダイオードの波長はレーザダイ
オードからのパワーと提案した光源の出力パワーに対応
した高調波はパワーとの間で変換効率を最も高くする正
確な値に固定される。
【００２０】この原理を実施するため、本発明によれば
波長λｏi の範囲で入射波を放射するレーザと非直線媒
体（ＮＬＭ）を備えた小型光源を提示しており、一番目
に入射波により発生する非直線偏光と、二番目にこの偏
光により発生する高調波の間の伝播定数の差を打ち消
す、または補償する位相整合状態が媒体（ＮＬＭ）内で
一組のλｏi の値に属する波長λｏa で達成され；光源
がエミッタレーザダイオード、ミラーＭ１、媒体（ＮＬ
Ｍ）、ミラーＭ２のように要素の連続して置かれた二つ
のダイクロイックミラーＭ１とＭ２も含んでおり、前記
のミラーＭ１とＭ２は波長λｏi で透明度が高く波長λ
ｏi ／２で反射率が高くλｏa でレーザに波を再注入し
Ｍ１で取り出し、波長λｏa ／２で波を再注入する、こ
とを特徴としている。
波長λｏi の範囲で入射波を放射するレーザと非直線媒
体（ＮＬＭ）を備えた小型光源を提示しており、一番目
に入射波により発生する非直線偏光と、二番目にこの偏
光により発生する高調波の間の伝播定数の差を打ち消
す、または補償する位相整合状態が媒体（ＮＬＭ）内で
一組のλｏi の値に属する波長λｏa で達成され；光源
がエミッタレーザダイオード、ミラーＭ１、媒体（ＮＬ
Ｍ）、ミラーＭ２のように要素の連続して置かれた二つ
のダイクロイックミラーＭ１とＭ２も含んでおり、前記
のミラーＭ１とＭ２は波長λｏi で透明度が高く波長λ
ｏi ／２で反射率が高くλｏa でレーザに波を再注入し
Ｍ１で取り出し、波長λｏa ／２で波を再注入する、こ
とを特徴としている。
【００２１】位相整合状態は特定のＬｉＮｂＯ3 タイプ
の非直線媒体と共に、波長の特定の範囲の媒体（ＮＬ
Ｍ）の複屈折により確実にされる。材料（ＮＬＭ）内に
位相整合の状態がある時、ミラーＭ２にはいわゆるリタ
ーン（ＲＥＴＵＲＮ）方向の周波数倍増を犠牲にしてパ
ラメトリック増幅に対し高調波には位相シフトφh を、
ポンプ波には位相シフトφp を２φp −φh ＝±πにな
るように都合よく与えることができる。
の非直線媒体と共に、波長の特定の範囲の媒体（ＮＬ
Ｍ）の複屈折により確実にされる。材料（ＮＬＭ）内に
位相整合の状態がある時、ミラーＭ２にはいわゆるリタ
ーン（ＲＥＴＵＲＮ）方向の周波数倍増を犠牲にしてパ
ラメトリック増幅に対し高調波には位相シフトφh を、
ポンプ波には位相シフトφp を２φp −φh ＝±πにな
るように都合よく与えることができる。
【００２２】標準的な複屈折非直線材料と適合しない波
長を放射する場合、準位相整合状態は非直線偏光と高調
波との間で非直線の相互作用を果たす媒体（ＮＬＭ）の
物理変数の周期的な変動により確実にされる。本装置に
使用されたレーザはレーザダイオードであることが好ま
しい。ミラーＭ１またはＭ２の少なくとも１つは媒体
（ＮＬＭ）にまとめられることが好ましい。
長を放射する場合、準位相整合状態は非直線偏光と高調
波との間で非直線の相互作用を果たす媒体（ＮＬＭ）の
物理変数の周期的な変動により確実にされる。本装置に
使用されたレーザはレーザダイオードであることが好ま
しい。ミラーＭ１またはＭ２の少なくとも１つは媒体
（ＮＬＭ）にまとめられることが好ましい。
【００２３】媒体（ＮＬＭ）には入口および出口がミラ
ーＭ１およびＭ２を形成する様にされている導波管を含
むことが好ましい。
ーＭ１およびＭ２を形成する様にされている導波管を含
むことが好ましい。
【００２４】媒体（ＮＬＭ）はタンタル酸リチウム（Ｌ
ｉＴａＯ3 ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）、ま
たはカリウム−チタンリン酸塩（ＫＴＰ）タイプである
ことが好ましい。
ｉＴａＯ3 ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）、ま
たはカリウム−チタンリン酸塩（ＫＴＰ）タイプである
ことが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明による小型光源を形成する
構成の概要を図３に示す。レーザダイオード（ＬＤ）は
波長
構成の概要を図３に示す。レーザダイオード（ＬＤ）は
波長
【外８】 を有する光ビームを発射している。波長
【外９】 で透明なダイクロイックミラーＭ１を通った後、光ビー
ムは非直線媒体（ＮＬＭ）に再注入される。媒体の出口
で、パワーの値
ムは非直線媒体（ＮＬＭ）に再注入される。媒体の出口
で、パワーの値
【外１０】 となり、このビームの一部は媒体（ＮＬＭ）の出力で高
調波
調波
【外１１】 を発生するのに使用されている。波長
【外１２】 で透明度が高く波長
【外１３】 で反射率の高い二番目のダイクロイックミラーＭ２は媒
体（ＮＬＭ）の出口に置かれリターン（ＲＥＴＵＲＮ）
方向と呼ばれる方向に反射ビームの相互作用を生じてお
り、該反射ビームの値が
体（ＮＬＭ）の出口に置かれリターン（ＲＥＴＵＲＮ）
方向と呼ばれる方向に反射ビームの相互作用を生じてお
り、該反射ビームの値が
【外１４】 でミラーＭ２で反射される
【外１５】 の小部分のビームと共にある（
【外１６】 におけるＭ２の反射係数であり、
【外１７】 におけるＭ２の反射係数である）。
【００２６】図示の構成は媒体（ＮＬＭ）を備えてお
り、該媒体内で準位相整合状態は前記媒体内に回析格子
構造を形成する波長
り、該媒体内で準位相整合状態は前記媒体内に回析格子
構造を形成する波長
【数７】 で満たされる。
【００２７】このようにリターン方向で、ミラーＭ２に
より
より
【外１８】 でのポンプ波に導入される位相シフトに関して特定の状
態を満たす場合ポンプ信号のパラメトリック増幅を得る
ことができる。
態を満たす場合ポンプ信号のパラメトリック増幅を得る
ことができる。
【００２８】φpoをポンプ波の位相とし、φhoを高調波
の位相とすると、周波数倍増の間には次式が得られる： ２φpo−φho＝−π／２ （１） パラメトリック増幅の間には次式が得られる： ２φpo−φho＝＋π／２ （２）
の位相とすると、周波数倍増の間には次式が得られる： ２φpo−φho＝−π／２ （１） パラメトリック増幅の間には次式が得られる： ２φpo−φho＝＋π／２ （２）
【００２９】このように外向きの場合、周波数２ωで光
子を形成するためポンプを空にする動作はパラメトリッ
ク増幅を犠牲にして行なわれ、条件（１）が満たされ
る。この過程を逆にし、条件（２）をリターン（ＲＥＴ
ＵＲＮ）方向にするため、ミラーＭ２はポンプ波と高調
波の上で次式のようにそれぞれ位相シフトφp とφh を
発生することが好ましい。 ２φp −φh ＝±π （３）
子を形成するためポンプを空にする動作はパラメトリッ
ク増幅を犠牲にして行なわれ、条件（１）が満たされ
る。この過程を逆にし、条件（２）をリターン（ＲＥＴ
ＵＲＮ）方向にするため、ミラーＭ２はポンプ波と高調
波の上で次式のようにそれぞれ位相シフトφp とφh を
発生することが好ましい。 ２φp −φh ＝±π （３）
【００３０】ＱＰＭまたはポンプ波およびポンプ波によ
り発生した偏光は全ての相互作用の点で同相にすべきで
ないので、式（３）は殆どの場合成立する。しかし、ポ
ンプの空のレベルが非常に大きいため、２φp −φh ＝
φと書くことができ、φは可能な限りゼロまで減少す
る。
り発生した偏光は全ての相互作用の点で同相にすべきで
ないので、式（３）は殆どの場合成立する。しかし、ポ
ンプの空のレベルが非常に大きいため、２φp −φh ＝
φと書くことができ、φは可能な限りゼロまで減少す
る。
【００３１】“リターン（ＲＥＴＵＲＮ）”方向に発生
するパラメトリック増幅の出力はダイオードの放射波長
の関数であるスペクトルの様子が図４ｂで与えられる光
信号である。
するパラメトリック増幅の出力はダイオードの放射波長
の関数であるスペクトルの様子が図４ｂで与えられる光
信号である。
【００３２】この図は放射波長が丁度位相整合状態また
は準位相整合状態を満たす場合の波長である時のみ有効
である信号の注入によりダイオードの放射がどのように
固定されるかを明確に示している。
は準位相整合状態を満たす場合の波長である時のみ有効
である信号の注入によりダイオードの放射がどのように
固定されるかを明確に示している。
【００３３】媒体（ＮＬＭ）の“リターン（ＲＥＴＵＲ
Ｎ）”出口において、パワーの値が
Ｎ）”出口において、パワーの値が
【外１９】 で透明度の高いダイクロイックミラーＭ１を通過した後
ダイオードに再注入され、
ダイオードに再注入され、
【外２０】 の反射が多いので前記ミラーで取り出される。
【００３４】４３０ｎｍの波長を用いた青色光源に関す
る実験結果を示す。
る実験結果を示す。
【００３５】８６０ｎｍで近赤外線を放射するレーザダ
イオード、すなわちＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓタイプのダ
イオードを用いると、格子構造が光子変換によりエッチ
ングされているタンタル酸リチウムの上に形成された導
波管を通して周波数倍増操作を行なうことが可能であ
る。前述の文献［１］には準位相整合状態を満たすのに
必要な回析格子が非直線係数（ｄ33）を入れ替えること
により得られる成分が記載されている。
イオード、すなわちＧａＡｓ／ＧａＡｌＡｓタイプのダ
イオードを用いると、格子構造が光子変換によりエッチ
ングされているタンタル酸リチウムの上に形成された導
波管を通して周波数倍増操作を行なうことが可能であ
る。前述の文献［１］には準位相整合状態を満たすのに
必要な回析格子が非直線係数（ｄ33）を入れ替えること
により得られる成分が記載されている。
【００３６】対象とした材料およびポンプ波長の点で、
この状態（ＱＰＭ）を可能にする期間は３．９５μｍで
あり、相互作用の長さＬｃに逆比例するので、取り得る
理論的なスペクトルは０．８６オングストローム．ｃｍ
である。
この状態（ＱＰＭ）を可能にする期間は３．９５μｍで
あり、相互作用の長さＬｃに逆比例するので、取り得る
理論的なスペクトルは０．８６オングストローム．ｃｍ
である。
【００３７】文献［１］で公表された周波数倍増の実験
式は規格化効率
式は規格化効率
【数８】 で表される。この効率はポンプの空を考慮しなくとも２
３０％Ｗ．ｃｍ2 である。
３０％Ｗ．ｃｍ2 である。
【００３８】反射係数が
【数９】 であり約数１０００オングストロームの厚さを有した誘
電体材料のミラーＭ２（タンタル酸リチウムの出口に堆
積された層）を作ると、規格化変換効率を基にしたポン
プ波のパワーの値
電体材料のミラーＭ２（タンタル酸リチウムの出口に堆
積された層）を作ると、規格化変換効率を基にしたポン
プ波のパワーの値
【数１０】 に対し標準的な計算により、次の表にまとめられるパワ
ーの値
ーの値
【外２１】 を得ることができる。
【表１】
【００３９】ＫＴＰ水晶により、８０％Ｗ．ｃｍ2 に近
い効率のレベルηを得ることが可能である（１９９４
年、２月、ソルトレイク市、小型青色／緑色レーザの技
術要約書であるＣＨＴＢ１誌のＤ．Ｅｇｅｎ，Ｍ．Ｏｒ
ｏｎ，Ｍ．ＫａｔｚおよびＡ．Ｚｕｓｓｍａｎによる
“ＫＴＰのＱＰＭ導波管内の高効率周波数倍増”）。本
発明に基づく装置によりパワーの値が
い効率のレベルηを得ることが可能である（１９９４
年、２月、ソルトレイク市、小型青色／緑色レーザの技
術要約書であるＣＨＴＢ１誌のＤ．Ｅｇｅｎ，Ｍ．Ｏｒ
ｏｎ，Ｍ．ＫａｔｚおよびＡ．Ｚｕｓｓｍａｎによる
“ＫＴＰのＱＰＭ導波管内の高効率周波数倍増”）。本
発明に基づく装置によりパワーの値が
【数１１】 のパワーの値を達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａ）位相不整合、ｂ）完全位相整合、ｃ）準位
相整合の場合における相互作用の距離の関数に対する高
調波パワーの様子を示す図である。
相整合の場合における相互作用の距離の関数に対する高
調波パワーの様子を示す図である。
【図２】従来の技術による従来の方式の小型光源装置を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明による小型光源装置を示す図である。
【図４ａ】初期の光波に関係しており、放射波長の関数
である
である
【外２２】 における信号のスペクトルの様子を示す図である。
【図４ｂ】“リターン（ＲＥＴＵＲＮ）”方向へ媒体
（ＮＬＭ）から来る光波に関係しており、放射波長の関
数である
（ＮＬＭ）から来る光波に関係しており、放射波長の関
数である
【外２３】 における信号のスペクトルの様子を示す図である。
ＮＬＭ 媒体 Ｍ１、Ｍ２ ダイクロイックミラー
Claims (12)
- 【請求項１】 一番目に入射波により発生する非直線偏
光と、二番目にこの偏光により発生する高調波の間の伝
播定数の差を打ち消す、または補償する位相整合状態が
媒体（ＮＬＭ）内で一組のλｏi の値に属する波長λｏ
a で達成され；光源がエミッタレーザダイオード、ミラ
ーＭ１、媒体（ＮＬＭ）、ミラーＭ２のように要素の連
続して置かれた二つのダイクロイックミラーＭ１とＭ２
も含んでおり、前記のミラーＭ１とＭ２は波長λｏi で
透明度が高く波長λｏi ／２で反射率が高くλｏa でレ
ーザに波を再注入しＭ１で取り出し、波長λｏa ／２で
波を再注入する、ことを特徴とする波長λｏi の範囲で
入射波を放射するレーザと非直線媒体（ＮＬＭ）を備え
た小型光源。 - 【請求項２】 入射波を放射するレーザがレーザダイオ
ードである請求項１に記載の小型光源。 - 【請求項３】 ミラーＭ２が高調波に位相シフトφh
を、ポンプ波に位相シフトφp を２φp −φh ＝±πと
なるように与える請求項１または２のいずれかに記載の
小型光源。 - 【請求項４】 媒体（ＮＬＭ）内の位相整合状態が媒体
（ＮＬＭ）の複屈折により与えられる請求項１から３の
いずれか１つに記載の小型光源。 - 【請求項５】 位相整合状態が、非直線偏光と高調波と
の間の非直線相互作用の役目をする非直線媒体（ＮＬ
Ｍ）の物理変数の周期的な変動により与えられる請求項
１から３のいずれか１つに記載の小型光源。 - 【請求項６】 周期的な変調パラメータが非直線係数ｄ
33である請求項５に記載の小型光源。 - 【請求項７】 媒体（ＮＬＭ）が導波管である請求項１
から６のいずれか１つに記載の小型光源。 - 【請求項８】 λｏa が４３０ｎｍの領域にあり、レー
ザが（８３０ｎｍに近い）近赤外線で放射する請求項１
から７のいずれか１つに記載の小型光源。 - 【請求項９】 媒体（ＮＬＭ）がタンタル酸リチウム
（ＬｉＴａＯ3 ）である請求項１から８のいずれか１つ
に記載の小型光源。 - 【請求項１０】 媒体（ＮＬＭ）がカリウム−チタンリ
ン酸塩（ＫＴＰ）である請求項１から８のいずれか１つ
に記載の小型光源。 - 【請求項１１】 媒体（ＮＬＭ）がニオブ酸リチウム
（ＬｉＮｂＯ3 ）である請求項１から８のいずれか１つ
に記載の小型光源。 - 【請求項１２】 二つのミラーの少なくとも１つが媒体
（ＮＬＭ）と一体化されている請求項１から１１のいず
れか１つに記載の小型光源。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9408288A FR2722307B1 (fr) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | Source optique compacte, basee sur le doublage de frequence d'un laser |
| FR9408288 | 1994-07-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832164A true JPH0832164A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=9465012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7191058A Withdrawn JPH0832164A (ja) | 1994-07-05 | 1995-07-05 | レーザの周波数倍増に基づく小型光源 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5610759A (ja) |
| EP (1) | EP0698952B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0832164A (ja) |
| DE (1) | DE69500918T2 (ja) |
| FR (1) | FR2722307B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5995289A (en) * | 1997-12-15 | 1999-11-30 | The University Of Utah Research Foundation | Laser beam coupler, shaper and collimator |
| US6259713B1 (en) | 1997-12-15 | 2001-07-10 | The University Of Utah Research Foundation | Laser beam coupler, shaper and collimator device |
| US6021140A (en) * | 1998-04-17 | 2000-02-01 | Spectra-Physics Lasers, Inc. | Polarization based mode-locking of a laser |
| FR2784185B1 (fr) | 1998-10-06 | 2001-02-02 | Thomson Csf | Dispositif pour l'harmonisation entre une voie d'emission laser et une voie passive d'observation |
| US6590911B1 (en) * | 2000-06-02 | 2003-07-08 | Coherent, Inc. | Passively modelocked harmonic-generating laser |
| US7130321B2 (en) * | 2003-10-09 | 2006-10-31 | Coherent, Inc. | Intracavity frequency-tripled CW laser with traveling-wave ring-resonator |
| US7463657B2 (en) * | 2003-10-09 | 2008-12-09 | Coherent, Inc. | Intracavity frequency-tripled CW laser |
| US20100027571A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Murdoch Keith M | Stabilized near-infrared laser |
| DE102008052376A1 (de) * | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laseranordnung |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3826716A1 (de) * | 1987-10-30 | 1990-02-08 | Max Planck Gesellschaft | Modengekoppelter laser |
| US4884276A (en) * | 1987-11-25 | 1989-11-28 | Amoco Corporation | Optical feedback control in the frequency conversion of laser diode radiation |
| US4884277A (en) * | 1988-02-18 | 1989-11-28 | Amoco Corporation | Frequency conversion of optical radiation |
| US4933947A (en) * | 1988-02-18 | 1990-06-12 | Amoco Corporation | Frequency conversion of optical radiation |
| US5038352A (en) * | 1990-11-13 | 1991-08-06 | International Business Machines Incorporation | Laser system and method using a nonlinear crystal resonator |
| JP2828221B2 (ja) * | 1991-06-04 | 1998-11-25 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | レーザー光波長変換装置 |
| JP2746315B2 (ja) * | 1992-03-24 | 1998-05-06 | 富士電機株式会社 | 波長変換装置 |
| JP3052651B2 (ja) * | 1992-06-17 | 2000-06-19 | 松下電器産業株式会社 | 短波長光源 |
-
1994
- 1994-07-05 FR FR9408288A patent/FR2722307B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-29 US US08/496,318 patent/US5610759A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-06-30 EP EP95401583A patent/EP0698952B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-30 DE DE69500918T patent/DE69500918T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-05 JP JP7191058A patent/JPH0832164A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5610759A (en) | 1997-03-11 |
| FR2722307A1 (fr) | 1996-01-12 |
| EP0698952A1 (fr) | 1996-02-28 |
| DE69500918T2 (de) | 1998-02-12 |
| FR2722307B1 (fr) | 1996-08-14 |
| EP0698952B1 (fr) | 1997-10-22 |
| DE69500918D1 (de) | 1997-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |