本发明专利技术提供一种短波长光源，包括具有基波入射的入射面和高谐波射出的出射面、将上述基波转换为上述高谐波的波长转换元件，和保持上述波长转换元件的保持部。上述波长转换元件，在作为上述波长转换元件的上述出射面一侧的部分区域的指定区域，上述波长转换元件进行波长转换时因上述高谐波的吸收引起的发热而导致的上述基波和上述高谐波之间的相位匹配条件的变动得以抑制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种短波长光源和使用了该短波长光源的激光图像形成装置。
技术介绍
如果利用强制性地使强电介质(ferroelectric substance)的极化反转的极化反转现象， 可以在强电介质的内部形成周期性的极化反转区域(极化反转结构)。这样形成的极化反 转区域被应用在利用表面弹性波(Surface Acoustic Wave)的光频调制器(optical frequency modulator)、利用非线性极化的极化反转的光波长转换元件(optical wavelength conversion element)、禾J用棱镜(prism)形状或透镜(lens)开》状的反转结 构的光偏振器(optical polanscope)等中。特别是，通过周期性地反转非线性光学物质 的非线性极化，可以制作转换效率高的光波长转换元件。若利用其转换半导体激光器等的 光，则可以实现能应用于印刷、光信息处理、光应用测量控制等领域中的小型的短波长光 源。或者，若转换瓦特(watt)级的高输出激光器(光纤激光器、或固体激光器等)的光， 则可实现瓦特级的短波长可见光(绿色、蓝色)或高输出的紫外激光，从而能够提供可应 用于高亮度显示器、加工、曝光等中的高输出短波长光源。作为通过基波的单程转换(singlepass conversion)来实现瓦特级的高输出CW可见光 产生的有前途的手段，有利用周期极化反转LiNb03 (Periodically Poled LiNb03:以下 简称为"PPLN")的第二谐波产生(Second Harmonic Generation)。由于LiNb03 (以 下简称为"LN")具有较大的非线性光学常数，因此，可以通过单程产生CW的瓦特级 的短波长的光。然而，对于LN却存在因光损伤(optical damage)、绿色光引起的红外 吸收(Green Induced Infrared Absorption:以下简称"GRIIRA")等的影响而使输出 不稳定、需要高温运作这样的问题。为解决上述问题，有利用周期极化反转MgO: LiNb03 (Periodically Poled MgO: UNb03:以下简称为"PPMgLN")的基于单程结构的可见短波长光产生。由于MgO: LiNb03(以下简称为"MgLN")与LN相比具有较高的非线性光学常数、优异的耐光损 伤性、在短波长域的透射特性，因此，作为可以由单程结构实现室温下CW的瓦特级输出的高非线性材料很有前途。可是，为了抑制由波长转换元件内的因激光入射引起的元件温度分布(temperature distribution)而导致的转换效率的下降，需设置如日本专利公开公报特开平11-125800 号所示的线状加热的加热手段，或如闩本专利公开公报特开2003-140211号中，采用基于光轴方向的温度分布移动元件进行配置，以使晶体的温度差在o.rc以内的结构，或如日本专利公开公报特开2004-53781号中，采用使冷却元件的入射面和出射面附近的冷却 手段和调整元件中间部分的温度的调整手段各不相同来降低传播方向的温度分布的手段。 在日本专利公开公报特开平5-204011号中例举了，在元件的两侧面配置4个珀尔贴(PeMer)元件，来抑制元件的宽度方向的温度分布从而维持转换效率的方法。然而，作为可以实现室温下CW的瓦特级输出的材料而予以期待的MgLN，在高输出 时，会发生不同于因光损伤、GRIIRA或激光入射引起的元件温度分布产生的其它现象， 从而产生高谐波输出不稳定，或晶体破损的新问题。我们究其主要原因，结果发现，由基 波和高谐波的相互作用产生的紫外线所诱发的高谐波光吸收是引起晶体内部发热，高谐波 输出不稳定的原因所在。尤其是判明了，在高输出的高谐波产生时，基波和高谐波的和频(sum frequency)产生的光源中，因高谐波的吸收引起的发热很显著。以往，对这样的 高谐波光吸收以及和频引起的发热未有认识。此外，如R本专利公开公报特开2000-321610号所示，为了扩大波长转换元件的相 位匹配(phase matching)的允许度，提出一种改变极化反转的周期的波长转换元件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以通过抑制因高谐波吸收产生的热而导致的元件内的 温度分布，维持转换效率来谋求高谐波输出的稳定化的短波长光源。本专利技术所提供的一种短波长光源，包括，具有基波入射的入射面和高谐波射出的出射 面，将上述基波转换为上述高谐波的波长转换元件，和保持上述波长转换元件的保持部， 上述波长转换元件，在作为上述波长转换元件的上述出射面一侧的部分区域的指定区域， 具有使相位匹配条件的变动得以抑制的结构，其中，所述相位匹配条件的变动是当上述波 长转换元件进行波长转换时因上述高谐波的吸收引起的发热而导致的上述基波和上述高 谐波之间的相位匹配条件。在上述短波长光源中，由于即使在波长转换元件的指定区域中因高谐波的吸收产生发 热时，该发热所引起的基波和谐波之间的相位匹配条件的变动也得以抑制，故可谋求高谐波输出的稳定化。根据本专利技术，可提供一种能通过抑制高谐波吸收引起的发热而导致的元件内的温度分 布来维持转换效率，从而使高谐波输出稳定的短波长光源。附图说明图l(A)是表示本专利技术的实施例1的短波长光源的概略结构的剖视图，图l(B)是从波长 转换元件的入射面起的距离和SHG输出的关系的示意图。图2是表示本专利技术的实施例1的短波长光源的其它概略结构的剖视图。图3是基波的输入功率和SHG的输出功率的关系的示意图。图4是表示本专利技术的实施例2的短波长光源的概略结构的剖视图。图5是表示本专利技术的实施例3的短波长光源的概略结构的剖视图。图6(A)和(B)是表示本专利技术的实施例4的短波长光源的概略结构的剖视图。图7是表示本专利技术的实施例5的短波长光源的概略结构的剖视图。图8(A)和(B)是表示本专利技术的实施例6的短波长光源的概略结构的剖视图。图9是SHG波长和转换效率恶化的SHG输出的关系的示意图。图IO是以往的短波长光源的SHG输出特性的示意图。图11是SHG的转换效率恶化时的元件温度分布的示意图。图12是表示以往的短波长光源的概略结构的剖视图。图13(A)是表示本专利技术的实施例7的短波长光源的概略结构的剖视图，图13(B)是从 波长转换元件的入射面起的距离和SHG输出的关系的示意图。图14是表示本专利技术的实施例7的短波长光源的其它概略结构的剖视图。图15是表示本专利技术的实施例7的短波长光源的又一其它概略结构的剖视图。图16是表示本专利技术的实施例8的短波长光源的概略结构的剖视图。图17是表示本专利技术的实施例8的短波长光源的其它概略结构的剖视图。图18是表示本专利技术的实施例8的短波长光源的又一其它概略结构的剖视图。图19是表示以往的短波长光源的其它概略结构的剖视图。图20是表示本专利技术的实施例9的短波长光源的概略结构的剖视图。图21是表示本专利技术的实施例9的短波长光源的其它概略结构的剖视图。图22是表示本专利技术的实施例IO的短波长光源的概略结构的剖视图。图23是表示本专利技术的实施例10的短波长光源的其它概略结构的剖视图。图24(A)是表示波长转换元件内的波束路径的示意图，图24(B)是波长转换元件内的 发热量分布的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短波长光源，其特征在于包括： 波长转换元件，具有基波入射的入射面和高谐波射出的出射面，将所述基波转换为所述高谐波；和 保持部，保持所述波长转换元件，其中， 所述波长转换元件，在作为所述波长转换元件的所述出射面一侧的部分 区域的指定区域，具有使相位匹配条件的变动得以抑制的结构，其中，所述相位匹配条件的变动是指当所述波长转换元件进行波长转换时因所述高谐波的吸收引起的发热而导致的所述基波和所述高谐波之间的相位匹配条件的变动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：森川显洋，水内公典，古屋博之，山本和久，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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