激光二次谐波发生装置制造方法及图纸

提供一种高效率、高稳定的激光谐波发生装置。在往复光路上形成掺杂了ＭｇＯ或ＺｎＯ的ＰＰＬＴ（周期性极化了的钽酸锂）、ＰＰＳＬＴ（周期性极化了的化学计量钽酸锂）、ＰＰＬＮ（周期性极化了的铌酸锂）、ＰＰＳＬＮ（周期性极化了的化学计量铌酸锂）等的周期性极化了的非线性光学晶体。从该晶体的１个端面输入从光纤激光器中发射出的激光束，从相同的端面输出波长转换了的谐波。通过往复光路，使发热均匀化，由于在非线性光学晶体内使温度分布均匀化，所以在长度方向按相同条件维持波长转换整合条件。因此，能够产生高效率、高稳定的高频光束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种使从激光器谐振器或其放大器输出的激光束向具有 形成了周期性极化结构的化学计量结构的波长转换用非线性晶体的周期 性极化结构的周期性方向入射、并在传播方向上产生与基波不同的波长 的激光的高效、高稳定的谐波发生装置及转换装置。
技术介绍
在电子工业中，DRAM、 SRAM等的微细化在逐年推进，与此相伴， 内部电路的光集成化也正在实现。此外，信息记录领域中的高密度记录 也为人们所希望。对应于这些高集成化、高密度化、微细化，在激光器 加工、表面检查等激光器应用装置中，激光束的连续输出、短波长化为 人们所希望，并且长时间稳定性也是必需的。表示光束的聚光性品质度 的M'参数被要求与作为单一横模式值的1无限接近的品质。已报告了一 种谐波发生装置，其中在短波长激光器的振荡中利用非线性光学晶体， 在激光器光路上设置非线性的单晶体从而获得谐波分量，并且，对非线 性光学晶体强制地施加电场，设置空间上的周期结构的极化，由此，形 成周期性极化的非线性晶体，并且在周期结构的周期性方向上形成光的 导波路，从外部将激光束导入导波路，随着在导波路内传播，入射光束 被转换为谐波。这些装置的波长转换效率在脉冲激光器中，由于峰值功率高，容易 出现非线性现象，实现高的转换效率。但是，来自连续振荡输出的波长 转换效率仍旧低。为此，现有技术提出了一种在连续激光器输出光路上 形成谐振器、用压电元件等控制谐振器的长度以便在基波的入射光束中 谐振、并用设置在谐振器内的非线性光学元件转换波长的二次谐波发生 装置和光参量振荡器。但是，此结构伴随着用于在基波光束中以谐振器 内的传播光束的相位共振状态进行控制的控制系统的复杂性，因此难于确保稳定性。专利文献1专利文献2 专利文献3 专利文献4 专利文献5 专利文献6 专利文献7美国专利第6,654,392号说明书 美国专利第5，800，767号说明书 美国专利第5,838,486号说明书 特开平11-212127号7>才艮 特开2004-191963号公报 特开2003-15176号^>净艮 特开2005-150252号7>才艮
技术实现思路
所要解决的问题点在于，在激光器装置的谐波发生装置或波长转换 装置中，实现高转换效率、结构的简化、输出的稳定化。为了解决上述课题，本专利技术提供一种激光二次谐波发生装置，其特 征在于，包括激光光源，产生基波分量的激光；非线性光学晶体，将 上述基波分量的激光转换为二次谐波，具有彼此对置的第1和第2端面， 且具有在垂直该第1和第2端面的轴向方向上保持周期性方向、在与该 轴向方向垂直的方向上保持极化方向的周期性极化结构；聚光光学系统， 聚集上述基波分量的激光，并使其入射到上述非线性光学晶体；反射光 学系统，用于将从第2端面发射的在上述非线性晶体内产生的二次谐波 分量和上述基波分量的合成的光束通过第2端面返回到上述非线性晶体 内；以及光束分割器，通过上述非线性晶体内的往复光路之后，从自第1 端面输出的上述二次谐波分量和没有进行波长转换的上述基波分量中取 出至少上述二次谐波分量的激光束。由于通过非线性晶体内的往复光路，因而可以使激光的发热均匀化， 由于在非线性光学晶体内使温度分布均匀化，所以在长度方向上按相同 条件可以维持波长转换整合条件。因此，具有实现向谐波的转换效率的 高效化和稳定化、装置的小型化的效果。此外，其特征在于，在上述激光器光源和上述非线性光学晶体之间 设置光隔离器。通过设置光隔离器，通过的振荡光束可以由在其后设置 的光学系统反射而成为返回光，具有进入激光器光源而不会对振荡光束产生干扰的效果。此外，其特征在于，设置用于使上述非线性光学晶体的温度稳定化 的温度调节装置。此外，其特征在于，使上述非线性光学晶体内的往复 光路同轴。此外，特征在于，上述非线性光学晶体可以是掺杂了具有周期性的才及化结构的MgO或ZnO的PPLT(periodically poledLiTa03:周期 性极化了的钽酸锂)、PPSLT(periodically poled stoichiometric LiTa03:周期 性极化了的化学计量钽酸锂)、PPLN(periodically poled LiNb03:周期性极 化了的铌酸锂)、PPSLN(periodically poled stoichiometric LiNb03:周期性极化了的化学计量铌酸锂)。此外，其特征在于，上述激光器光源是产生连续振荡光的激光器光 源。由于激光器光源是连续波，所以即便在连续波中，也能够进行实现 高效化及稳定化的二次谐波发生。此外，其特征在于，上述激光器光源是输出单一波长光谱振荡光的 光纤振荡器或光纤放大器。此外，特征在于，上述连续振荡光的波长为 700nm以上、llOOnm以下的单一波长。此外，其特征在于，上述非线性光学晶体具有导波路结构。通过设 置导波路结构，由于导波路内封闭的基波光束能够维持高的强度，在非 线性光学晶体内传播，且加长了相互作用长，所以就能够实现向更谐波 的转换效率的高效化和稳定化。另一方面，本专利技术提供一种将从激光器光源产生的基波分量的激光 转换为二次谐波的装置，其特征在于，包括非线性光学晶体，将上述 基波分量的激光转换为二次谐波，具有彼此对置的第1和第2端面，且 具有在垂直于该第1和第2端面的轴向上保持周期性方向、在与该轴向 垂直的方向上保持极化方向的周期性极化结构；聚光光学系统，聚集上 述基波分量的激光，并使其入射到上述非线性光学晶体；反射光学系统， 用于将从第2端面发射的在上述非线性晶体内产生的二次谐波分量和上 述基波分量的合成的光束通过第2端面返回到上述非线性晶体内；以及 光束分割器，通过上述非线性晶体内的往复光路之后，从自第1端面输 出的上述二次谐波分量和未进行波长转换的上述基波分量中取出至少上 述二次谐波分量的激光束。由于通过非线性晶体内的往复光路，所以可以使激光的发热均匀化，由于在非线性光学晶体内使温度分布均匀化， 所以能够在长度方向上按相同条件维持波长转换整合条件。因此，具有 实现向谐波的转换效率的高效化和稳定化、装置的小型化的效果。此外，其特征在于，上述非线性光学晶体是掺杂了具有周期性的极化结构的MgO或ZnO的PPLT(periodically poled LiTa03:周期性极化了 的钽酸锂)、PPSLT(periodically poled stoichiometric LiTa03:周期性才及化了 的化学计量钽酸锂)、PPLN(periodically poled LiNb03:周期性极化了的铌 酸锂)、PPSLN(periodically poled stoichiometric LiNb03:周期性才及化了的 化学计量铌酸锂)。在本申请专利技术的激光二次谐波发生装置或激光波长转换装置中，具 有实现向谐波的转换效率的高效化和稳定化、装置更小型化的效果。附图说明图1是根据本专利技术的谐波发生装置的说明图。图2是表示在本专利技术中作为激光器光源使用的产生高品质光束的光 纤激光器及光纤;改大器装置的例子的图。图3是表示具有周期性极化的非线性光学晶体中的、周期性方向、 才及化方向、偏振方向、光束前进方向的关系图。附图标记的i^L明1:激光器光源，2:光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光二次谐波发生装置，包括：　激光器光源，产生基波分量的激光；　非线性光学晶体，将上述基波分量的激光转换为二次谐波，具有彼此对置的第１端面和第２端面，且具有在与该第１端面和第２端面垂直的轴向上保持周期性方向、在与该轴向垂直的方向上保持极化方向的周期性极化结构；　聚光光学系统，聚集上述基波分量的激光，并使其入射到上述非线性光学晶体；　反射光学系统，用于将从第２端面发射的在上述非线性晶体内产生的二次谐波分量和上述基波分量的合成光束通过第２端面返回到上述非线性晶体内；以及　光束分割器，通过上述非线性晶体内的往复光路之后，从由第１端面输出的上述二次谐波分量和未进行波长转换的上述基波分量中取出至少上述二次谐波分量的激光束。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：住吉哲实，黄圣鸿，
申请(专利权)人：彩覇阳光株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]