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JP2014197633A - Laser device - Google Patents

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JP2014197633A
JP2014197633A JP2013073066A JP2013073066A JP2014197633A JP 2014197633 A JP2014197633 A JP 2014197633A JP 2013073066 A JP2013073066 A JP 2013073066A JP 2013073066 A JP2013073066 A JP 2013073066A JP 2014197633 A JP2014197633 A JP 2014197633A
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light
wavelength
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optical
solid
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JP2013073066A
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Japanese (ja)
Inventor
浩平 酒井
Kohei Sakai
浩平 酒井
史生 正田
Fumio Shoda
史生 正田
恭介 蔵本
Kyosuke Kuramoto
恭介 蔵本
柳澤 隆行
Takayuki Yanagisawa
隆行 柳澤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To output light beams which have a plurality of slightly different wavelengths only by mounting one solid-state laser element.SOLUTION: A laser device includes: a wavelength converting element 4 which refracts a fundamental wave output from a solid-state laser element 3 double so as to reduce light with a wavelength of 1,047 nm as a fundamental wave more as the light with the wavelength of 1,047 nm has larger intensity; and a wavelength converting element 5 which reduces light with a wavelength of 1,053 nm as a fundamental wave more as the light with the wavelength of 1,053 nm has larger intensity. The solid-state laser element 3 has an "a" axis and a "c" axis in a plane perpendicular to an optical axis, and the "a" axis and "c" axis of the solid-state laser element 3 and "a" axes and "c" axes of the wavelength converting elements 4, 5 are inclined.

Description

この発明は、例えば、プロジェクタ装置などの光源に用いられるレーザ装置に関するものである。   The present invention relates to a laser device used for a light source such as a projector device.

例えば、プロジェクタ装置やプロジェクションテレビなどのように、カラー画像を表示する装置では、光源として、R(赤),G(緑),B(青)の3つの色が必要とされる。
近年、これらの光源として、900nm帯,1μm帯,1.3μm帯のレーザ光を基本波レーザ光として発振し、非線形材料を用いて、その基本波レーザ光を第2高調波変換(SHG:Second Harmonic Generation)光に変換する波長変換レーザ装置(レーザ発振器)が開発されている。
For example, in a device that displays a color image, such as a projector device or a projection television, three colors R (red), G (green), and B (blue) are required as light sources.
In recent years, as these light sources, laser light in the 900 nm band, 1 μm band, and 1.3 μm band is oscillated as fundamental laser light, and a nonlinear material is used to convert the fundamental laser light to second harmonic conversion (SHG: Second). A wavelength conversion laser device (laser oscillator) for converting into Harmonic Generation) light has been developed.

例えば、以下の特許文献1には、半導体レーザ素子、固体レーザ素子及び波長変換素子から構成されている波長変換レーザ装置が開示されている。
この波長変換レーザ装置では、半導体レーザ素子が励起光を発振すると、固体レーザ素子が半導体レーザ素子から発振された励起光を吸収することで基本波を発生し、波長変換素子が固体レーザ素子から発生された基本波の波長を変換して、基本波の2倍高調波を発生している。
For example, Patent Document 1 below discloses a wavelength conversion laser device including a semiconductor laser element, a solid-state laser element, and a wavelength conversion element.
In this wavelength conversion laser device, when the semiconductor laser element oscillates the excitation light, the solid-state laser element generates the fundamental wave by absorbing the excitation light oscillated from the semiconductor laser element, and the wavelength conversion element is generated from the solid-state laser element. The wavelength of the generated fundamental wave is converted to generate a second harmonic of the fundamental wave.

この波長変換レーザ装置のように、基本波を発生させるレーザ媒質として、固体レーザ素子を用いる場合、その基本波の波長スペクトル幅が非常に狭いものになるため、基本波の2倍高調波の波長スペクトル幅も非常に狭いものになる特徴がある。
この特徴は、コヒーレンシーが高いことを意味し、様々なメリットがある反面、ディスプレイなどの光源に用いる場合は、干渉が強くなることでスペックルノイズが大きくなるデメリットがある。
スペックルノイズを低減する方法の1つとして、複数の波長の光を混合することで、コヒーレンシーを低下させる方法がある。
上記のようなレーザ装置で、複数の波長の光を得るには、複数の波長の基本波を発生させて、各々の基本波の波長を変換すればよい。
When a solid-state laser element is used as a laser medium for generating a fundamental wave as in this wavelength conversion laser device, the wavelength spectrum width of the fundamental wave becomes very narrow, and therefore the wavelength of the second harmonic of the fundamental wave. The spectral width is also very narrow.
This feature means that coherency is high and has various merits, but when used for a light source such as a display, there is a demerit that speckle noise increases due to strong interference.
As one method for reducing speckle noise, there is a method for reducing coherency by mixing light of a plurality of wavelengths.
In order to obtain light of a plurality of wavelengths with the laser device as described above, it is only necessary to generate fundamental waves of a plurality of wavelengths and convert the wavelengths of the respective fundamental waves.

図6は従来の波長変換レーザ装置を示す構成図である。
図6において、半導体レーザ101は励起光を発振する光源であり、レンズ102は半導体レーザ101により発振された励起光を固体レーザ素子103に集光する光学部品である。
固体レーザ素子103はレンズ102により集光された励起光を吸収して、基本波である波長Aのレーザ光を発生するレーザ媒質であり、固体レーザ素子104は励起光を吸収して、基本波である波長Bのレーザ光を発生するレーザ媒質である。
波長変換素子105は固体レーザ素子103,104により発生された波長A,Bのレーザ光の波長変換を実施して、2つの波長変換光を出力する光学部品である。
図6の波長変換レーザ装置は、2つの波長変換光を出力する装置であるが、以下の特許文献2にも同様の装置が開示されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a conventional wavelength conversion laser device.
In FIG. 6, a semiconductor laser 101 is a light source that oscillates excitation light, and a lens 102 is an optical component that condenses the excitation light oscillated by the semiconductor laser 101 onto a solid-state laser element 103.
The solid-state laser element 103 is a laser medium that absorbs the excitation light collected by the lens 102 and generates laser light having a wavelength A that is a fundamental wave, and the solid-state laser element 104 absorbs the excitation light and emits a fundamental wave. This is a laser medium that generates a laser beam having the wavelength B.
The wavelength conversion element 105 is an optical component that performs wavelength conversion of the laser beams having the wavelengths A and B generated by the solid-state laser elements 103 and 104 and outputs two wavelength conversion lights.
The wavelength conversion laser apparatus of FIG. 6 is an apparatus that outputs two wavelength-converted lights, but the same apparatus is also disclosed in Patent Document 2 below.

このように、レーザ媒質として、2つの固体レーザ素子103,104を搭載すれば、2つの波長変換光を出力することができるため、スペックルノイズを低減することができる。
ここで、緑色光の光源のスペックル対策として、複数波長化を考えると、緑色である532nm付近で僅かに異なる複数の波長を取り出す必要がある。したがって、基本波を発生するレーザ媒質としては、1064nm付近で僅かに異なる複数の波長の光を発振する材料を準備する必要がある。
しかし、1064nm付近の波長の光を発振するレーザ媒質は、Nd:YVO4を除いて、ほとんど存在しておらず、現実的には、1064nm付近で僅かに異なる複数の波長の光を発振させることは困難である。
Thus, if two solid-state laser elements 103 and 104 are mounted as laser media, two wavelength-converted lights can be output, so that speckle noise can be reduced.
Here, as a countermeasure against speckle of the green light source, when considering a plurality of wavelengths, it is necessary to extract a plurality of slightly different wavelengths around 532 nm which is green. Therefore, it is necessary to prepare a material that oscillates light having a plurality of slightly different wavelengths near 1064 nm as a laser medium that generates a fundamental wave.
However, there is almost no laser medium that oscillates light having a wavelength near 1064 nm, except for Nd: YVO4. In reality, it is not possible to oscillate light having a plurality of wavelengths slightly different near 1064 nm. Have difficulty.

WO2006/103767号パンフレットWO2006 / 103767 pamphlet 特開2006-66436号公報(図1)JP 2006-66436 A (FIG. 1)

従来のレーザ装置は以上のように構成されているので、レーザ媒質として、2つの固体レーザ素子を搭載すれば、2つの波長変換光を出力することができるが、2つの固体レーザ素子を搭載することで、装置の大型化やコスト高を招いてしまう課題があった。   Since the conventional laser device is configured as described above, if two solid-state laser elements are mounted as a laser medium, two wavelength-converted lights can be output, but two solid-state laser elements are mounted. As a result, there is a problem in that the apparatus is increased in size and cost.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、1つの固体レーザ素子を搭載するだけで、僅かに異なる複数の波長の光を出力することができるレーザ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser device that can output light having a plurality of slightly different wavelengths by mounting only one solid-state laser element. And

この発明に係るレーザ装置は、励起光を発振する半導体レーザと、第1の波長の光に対して利得を持つ第1の光学軸及び第2の波長の光に対して利得を持つ第2の光学軸を有する結晶で構成されており、一方の端面から半導体レーザにより発振された励起光を入射し、その励起光を吸収して第1及び第2の波長の光を他方の端面から出力する固体レーザ素子と、一方の端面が固体レーザ素子の他方の端面と向かい合っており、固体レーザ素子の他方の端面から出力された光を複屈折させて、第1の波長の光の強度が大きいほど、第1の波長の光を減少させる第1の光学素子と、一方の端面が第1の光学素子の他方の端面と向かい合っており、第1の光学素子の他方の端面から出力された光を複屈折させて、第2の波長の光の強度が大きいほど、第2の波長の光を減少させる第2の光学素子と、固体レーザ素子の一方の端面側に配置され、第1及び第2の波長の光を反射する第1の反射鏡と、第2の光学素子の他方の端面側に配置され、第1及び第2の波長の光を反射する第2の反射鏡とを備え、固体レーザ素子における光学軸が光軸に垂直な面内にあり、その光学軸と第1及び第2の光学素子における光学軸が傾きを有しているようにしたものである。   The laser device according to the present invention includes a semiconductor laser that oscillates excitation light, a first optical axis that has a gain with respect to light of a first wavelength, and a second that has a gain with respect to light of a second wavelength. It is composed of a crystal having an optical axis, and enters excitation light oscillated by a semiconductor laser from one end face, absorbs the excitation light, and outputs light of the first and second wavelengths from the other end face. The solid laser element has one end face facing the other end face of the solid laser element, and the light output from the other end face of the solid laser element is birefringent so that the intensity of the light of the first wavelength increases. The first optical element for reducing the light of the first wavelength, and one end face thereof faces the other end face of the first optical element, and the light output from the other end face of the first optical element The higher the intensity of light of the second wavelength by birefringence, A second optical element that reduces light of the second wavelength, a first reflecting mirror that is disposed on one end face side of the solid-state laser element and reflects light of the first and second wavelengths, A second reflecting mirror that is disposed on the other end face side of the optical element and reflects light of the first and second wavelengths, and the optical axis of the solid-state laser element is in a plane perpendicular to the optical axis, The optical axis and the optical axis of the first and second optical elements are inclined.

この発明によれば、固体レーザ素子から出力された光を複屈折させて、第1の波長の光の強度が大きいほど、第1の波長の光を減少させる第1の光学素子と、第1の光学素子から出力された光を複屈折させて、第2の波長の光の強度が大きいほど、第2の波長の光を減少させる第2の光学素子とを備え、固体レーザ素子における光学軸が光軸に垂直な面内にあり、その光学軸と第1及び第2の光学素子における光学軸が傾きを有しているように構成したので、1つの固体レーザ素子を搭載するだけで、僅かに異なる複数の波長の光を出力することができる効果がある。   According to the present invention, the first optical element that birefringes the light output from the solid-state laser element and decreases the light of the first wavelength as the intensity of the light of the first wavelength is increased. And a second optical element that decreases the light of the second wavelength as the intensity of the light of the second wavelength is increased by birefringing the light output from the optical element, and the optical axis in the solid-state laser element Is in a plane perpendicular to the optical axis, and the optical axis and the optical axis of the first and second optical elements are inclined, so only by mounting one solid-state laser element, There is an effect that light having a plurality of slightly different wavelengths can be output.

この発明の実施の形態1によるレーザ装置の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the laser apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるレーザ装置の動作原理を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principle of operation of the laser apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2によるレーザ装置の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the laser apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるレーザ装置の動作原理を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principle of operation of the laser apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるレーザ装置の構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the laser apparatus by Embodiment 3 of this invention. 従来の波長変換レーザ装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional wavelength conversion laser apparatus.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるレーザ装置の構成を示す上面図であり、図2はこの発明の実施の形態1によるレーザ装置の動作原理を示す斜視図である。
図1及び図2において、半導体レーザ1は励起光を発振する光源である。
レンズ2は半導体レーザ1により発振された励起光を固体レーザ素子3に集光する光学部品である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a top view showing a configuration of a laser apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an operation principle of the laser apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
1 and 2, a semiconductor laser 1 is a light source that oscillates excitation light.
The lens 2 is an optical component that focuses the excitation light oscillated by the semiconductor laser 1 onto the solid-state laser element 3.

固体レーザ素子3は例えば1047nmの波長(第1の波長)の光に対して利得を持つa軸(第1の光学軸)と、1053nmの波長(第2の波長)の光に対して利得を持つc軸(第2の光学軸)とを有する結晶で構成されており、一方の端面3aからレンズ2により集光された励起光を入射し、その励起光を吸収して、基本波である波長1047nmの光及び波長1053nmの光を他方の端面3bから出力するレーザ媒質である。
固体レーザ素子3の材料としては、例えば、Ndが添加されたYLF材料(Nd:YLF)を用いることができる。
このNd:YLF材料は、結晶軸のa軸方向の利得ピーク波長が1047nm付近であり、結晶軸のc軸方向の利得ピーク波長が1053nm付近であるという特徴を有している。
図1の例では、固体レーザ素子3であるNd:YLF材料を励起することができるように、半導体レーザ1から発振される励起光の波長が792nm付近になっている。
For example, the solid-state laser element 3 has a gain for the a-axis (first optical axis) having a gain with respect to light having a wavelength of 1047 nm (first wavelength) and the light having a wavelength of 1053 nm (second wavelength). It is composed of a crystal having a c-axis (second optical axis) and has excitation light collected by the lens 2 from one end face 3a, absorbs the excitation light, and is a fundamental wave. The laser medium outputs light having a wavelength of 1047 nm and light having a wavelength of 1053 nm from the other end face 3b.
As a material of the solid-state laser element 3, for example, a YLF material (Nd: YLF) to which Nd is added can be used.
This Nd: YLF material is characterized in that the gain peak wavelength in the a-axis direction of the crystal axis is around 1047 nm and the gain peak wavelength in the c-axis direction of the crystal axis is around 1053 nm.
In the example of FIG. 1, the wavelength of the excitation light oscillated from the semiconductor laser 1 is around 792 nm so that the Nd: YLF material that is the solid-state laser element 3 can be excited.

波長変換素子4は一方の端面4aが固体レーザ素子3の他方の端面3bと向かい合っており、固体レーザ素子3の端面3bから出力された基本波を複屈折させて、基本波である波長1047nmの光の強度が大きいほど、波長1047nmの光を減少させる第1の光学素子である。
即ち、波長変換素子4は、例えば、MgOが添加されたLiNbO3を材料として、分極反転が形成されているため(分極反転の分極方向は、図1の紙面に対して垂直方向)、波長1047nmの光をSHG光(第2高調波の光)に変換する。
なお、波長変換素子4の光学軸であるc軸は、図1の紙面に対して垂直方向になるように配置されており、固体レーザ素子3の光学軸であるc軸が図1の紙面の水平面から45°傾けて配置されているため、波長変換素子4のc軸と固体レーザ素子3のc軸は45°の傾きがある。
ここでは、波長変換素子4の材料が、MgOが添加されたLiNbO3である例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、MgOが添加されたLiTaO3であってもよい。
The wavelength conversion element 4 has one end face 4 a facing the other end face 3 b of the solid-state laser element 3, and birefringes the fundamental wave output from the end face 3 b of the solid-state laser element 3, so that the fundamental wave having a wavelength of 1047 nm is obtained. This is a first optical element that reduces light having a wavelength of 1047 nm as the intensity of light increases.
That is, since the wavelength conversion element 4 is formed of polarization inversion using, for example, LiNbO3 to which MgO is added (the polarization direction of polarization inversion is perpendicular to the paper surface of FIG. 1), the wavelength conversion element 4 has a wavelength of 1047 nm. The light is converted into SHG light (second harmonic light).
The c-axis that is the optical axis of the wavelength conversion element 4 is arranged so as to be perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the c-axis that is the optical axis of the solid-state laser element 3 is the same as the paper surface of FIG. Since they are arranged at an angle of 45 ° with respect to the horizontal plane, the c-axis of the wavelength conversion element 4 and the c-axis of the solid-state laser element 3 have an inclination of 45 °.
Here, an example in which the material of the wavelength conversion element 4 is LiNbO3 to which MgO is added is shown, but this is only an example, and for example, LiTaO3 to which MgO is added may be used.

波長変換素子5は一方の端面5aが波長変換素子4の他方の端面4bと向かい合っており、波長変換素子4の端面4bから出力された基本波を複屈折させて、基本波である波長1053nmの光の強度が大きいほど、波長1053nmの光を減少させる第2の光学素子である。
即ち、波長変換素子5は、例えば、MgOが添加されたLiNbO3を材料として、分極反転が形成されているため(分極反転の分極方向は、図1の紙面に対して垂直方向)、波長1053nmの光をSHG光(第2高調波の光)に変換する。
なお、波長変換素子5の光学軸であるc軸は、図1の紙面に対して垂直方向になるように配置されており、固体レーザ素子3の光学軸であるc軸が図1の紙面の水平面から45°傾けて配置されているため、波長変換素子5のc軸と固体レーザ素子3のc軸は45°の傾きがある。
ここでは、波長変換素子5の材料が、MgOが添加されたLiNbO3である例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、MgOが添加されたLiTaO3であってもよい。
One end face 5a of the wavelength conversion element 5 faces the other end face 4b of the wavelength conversion element 4, and the fundamental wave output from the end face 4b of the wavelength conversion element 4 is birefringent to generate a fundamental wave having a wavelength of 1053 nm. The second optical element reduces the light having a wavelength of 1053 nm as the intensity of light increases.
That is, since the wavelength conversion element 5 is formed of polarization inversion using, for example, LiNbO3 to which MgO is added (the polarization direction of polarization inversion is perpendicular to the paper surface of FIG. 1), the wavelength conversion element 5 has a wavelength of 1053 nm. The light is converted into SHG light (second harmonic light).
The c-axis that is the optical axis of the wavelength conversion element 5 is arranged so as to be perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the c-axis that is the optical axis of the solid-state laser element 3 is the same as that of the paper surface of FIG. Since the wavelength conversion element 5 and the solid-state laser element 3 are inclined by 45 ° from the horizontal plane, the c-axis of the wavelength conversion element 5 and the solid laser element 3 have an inclination of 45 °.
Here, an example in which the material of the wavelength conversion element 5 is LiNbO3 to which MgO is added is shown, but this is only an example, and for example, LiTaO3 to which MgO is added may be used.

反射鏡6は固体レーザ素子3の端面3aにコーティングされており、反射鏡6は半導体レーザ1により発振された励起光(Nd:YLF励起波長の励起光)を透過させる一方、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光を反射する特性を有する光学部品である。なお、反射鏡6は第1の反射鏡を構成している。
反射鏡7は固体レーザ素子3の端面3bにコーティングされており、反射鏡7は基本波である波長1047nm,波長1053nmの光を透過させる一方、励起光(Nd:YLF励起波長の励起光)を反射する特性を有する光学部品である。
The reflecting mirror 6 is coated on the end surface 3a of the solid-state laser element 3, and the reflecting mirror 6 transmits the excitation light (Nd: excitation light having an YLF excitation wavelength) oscillated by the semiconductor laser 1, while having a wavelength that is a fundamental wave. It is an optical component having a characteristic of reflecting light of 1047 nm and a wavelength of 1053 nm. The reflecting mirror 6 constitutes a first reflecting mirror.
The reflecting mirror 7 is coated on the end face 3b of the solid-state laser element 3, and the reflecting mirror 7 transmits the light having the fundamental wavelength of 1047 nm and the wavelength of 1053 nm, while passing the excitation light (Nd: excitation light having the YLF excitation wavelength). It is an optical component having the property of reflecting.

反射鏡8は波長変換素子4の端面4aにコーティングされており、反射鏡8は基本波である波長1047nm,波長1053nmの光を透過させる一方、第2高調波の光であるSHG光を反射する特性を有する光学部品である。
光透過部品9は波長変換素子4の端面4bにコーティングされており、光透過部品9は基本波である波長1047nm,波長1053nmの光及び第2高調波の光であるSHG光を透過させる特性を有する光学部品である。
The reflecting mirror 8 is coated on the end face 4a of the wavelength conversion element 4, and the reflecting mirror 8 transmits light having a wavelength of 1047 nm and a wavelength of 1053 nm that are fundamental waves, and reflects SHG light that is light of the second harmonic. It is an optical component having characteristics.
The light transmissive component 9 is coated on the end face 4b of the wavelength conversion element 4, and the light transmissive component 9 has a characteristic of transmitting light having a fundamental wavelength of 1047 nm, light having a wavelength of 1053 nm, and SHG light having a second harmonic. It is an optical component.

光透過部品10は波長変換素子5の端面5aにコーティングされており、光透過部品10は基本波である波長1047nm,波長1053nmの光及び第2高調波の光であるSHG光を透過させる特性を有する光学部品である。
反射鏡11は波長変換素子5の端面5bにコーティングされており、反射鏡11は第2高調波の光であるSHG光を透過させる一方、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光を反射する特性を有する光学部品である。なお、反射鏡11は第2の反射鏡を構成している。
The light transmissive component 10 is coated on the end face 5a of the wavelength conversion element 5, and the light transmissive component 10 has a characteristic of transmitting light having a fundamental wavelength of 1047 nm, light having a wavelength of 1053 nm, and SHG light having a second harmonic. It is an optical component.
The reflecting mirror 11 is coated on the end face 5b of the wavelength conversion element 5. The reflecting mirror 11 transmits SHG light that is second harmonic light, while reflecting light having wavelengths of 1047 nm and 1053 nm that are fundamental waves. It is an optical component having characteristics. The reflecting mirror 11 constitutes a second reflecting mirror.

次に動作について説明する。
レンズ2は、半導体レーザ1が波長792nm付近の励起光を発振すると、その励起光を固体レーザ素子3に集光する。
固体レーザ素子3は、端面3aからレンズ2により集光された励起光を入射し、その励起光を吸収して、基本波である波長1047nmの光と、基本波である波長1053nmの光とを端面3bから出力する。
Next, the operation will be described.
The lens 2 focuses the excitation light on the solid-state laser element 3 when the semiconductor laser 1 oscillates excitation light having a wavelength of around 792 nm.
The solid-state laser element 3 receives the excitation light condensed by the lens 2 from the end face 3a, absorbs the excitation light, and generates light having a fundamental wavelength of 1047 nm and light having a fundamental wavelength of 1053 nm. Output from the end face 3b.

波長変換素子4は、端面4aから固体レーザ素子3の端面3bより出力された2つの基本波を入射すると、その基本波を複屈折させて、基本波である波長1047nmの光の強度が大きいほど、波長1047nmの光を減少させる。
即ち、波長変換素子4は、光学軸であるc軸が図1の紙面に対して垂直方向になるように配置され、基本波である波長1047nmの光からSHG光が発生されるように分極反転が形成されている。その分極反転の分極方向は、図1の紙面に対して垂直方向になっている。
これにより、波長変換素子4では、波長1047nmの光の光電界のうち、図1の紙面に垂直な方向の成分についての波長変換が可能であり、波長1047nmの光がSHG光である波長523.5nmの光に変換される。
When the wavelength conversion element 4 receives two fundamental waves outputted from the end face 4b of the solid-state laser element 3 from the end face 4a, the wavelength conversion element 4 birefrings the fundamental wave, and the intensity of light having a fundamental wavelength of 1047 nm increases. , Decrease the light of wavelength 1047 nm.
That is, the wavelength conversion element 4 is arranged so that the c-axis that is the optical axis is perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the polarization is inverted so that SHG light is generated from the light having the wavelength of 1047 nm that is the fundamental wave. Is formed. The polarization direction of the polarization inversion is perpendicular to the paper surface of FIG.
As a result, the wavelength conversion element 4 can perform wavelength conversion on a component in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 in the optical electric field of light having a wavelength of 1047 nm, and the wavelength 523. Converted to 5 nm light.

波長変換素子4の端面4bには光透過部品9がコーティングされ、波長変換素子5の端面5aには光透過部品10がコーティングされているが、光透過部品9,10は、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光及びSHG光である波長523.5nmの光を透過させる特性を有しているため、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光及びSHG光である波長523.5nmの光は、波長変換素子4の端面4b及び波長変換素子5の端面5aを透過して、波長変換素子5に入射される。   The end face 4b of the wavelength conversion element 4 is coated with a light transmission component 9, and the end face 5a of the wavelength conversion element 5 is coated with a light transmission component 10, but the light transmission components 9 and 10 have a wavelength that is a fundamental wave. Since it has a characteristic of transmitting light having a wavelength of 523.5 nm which is 1047 nm and wavelength of 1053 nm and SHG light, light having a wavelength of 1047 nm, wavelength of 1053 nm which is a fundamental wave and light having a wavelength of 523.5 nm which is SHG light. Passes through the end face 4 b of the wavelength conversion element 4 and the end face 5 a of the wavelength conversion element 5 and enters the wavelength conversion element 5.

波長変換素子5は、端面5aから波長変換素子4の端面4bより出力された2つの基本波及びSHG光を入射すると、その基本波を複屈折させて、基本波である波長1053nmの光の強度が大きいほど、波長1053nmの光を減少させる。
即ち、波長変換素子5は、光学軸であるc軸が図1の紙面に対して垂直方向になるように配置され、基本波である波長1053nmの光からSHG光が発生されるように分極反転が形成されている。その分極反転の分極方向は、図1の紙面に対して垂直方向になっている。
これにより、波長変換素子5では、波長1053nmの光の光電界のうち、図1の紙面に垂直な方向の成分についての波長変換が可能であり、波長1053nmの光がSHG光である波長526.5nmの光に変換される。
When the wavelength conversion element 5 receives two fundamental waves and SHG light output from the end face 4b of the wavelength conversion element 4 from the end face 5a, the wavelength conversion element 5 birefrings the fundamental wave, and the intensity of light having a wavelength of 1053 nm, which is the fundamental wave. Is larger, the light having a wavelength of 1053 nm is decreased.
That is, the wavelength conversion element 5 is arranged so that the c-axis, which is an optical axis, is perpendicular to the paper surface of FIG. 1, and the polarization is inverted so that SHG light is generated from light having a wavelength of 1053 nm, which is the fundamental wave. Is formed. The polarization direction of the polarization inversion is perpendicular to the paper surface of FIG.
As a result, the wavelength conversion element 5 can convert the wavelength of the component in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 in the optical electric field of the light having the wavelength of 1053 nm, and the light having the wavelength of 1053 nm is the SHG light. Converted to 5 nm light.

波長変換素子5の端面5bには反射鏡11がコーティングされているが、反射鏡11は、SHG光を透過させる一方、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光を反射する特性を有しているため、波長変換素子4により変換されたSHG光である波長523.5nmの光と、波長変換素子5により変換されたSHG光である波長526.5nmの光は、波長変換素子5の端面5bを透過して外部に出力される。
なお、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光は、波長変換素子5の端面5bに反射されるため、波長変換素子4の方向に戻る。
The end face 5b of the wavelength conversion element 5 is coated with a reflecting mirror 11. The reflecting mirror 11 has a characteristic of transmitting SHG light and reflecting light having wavelengths of 1047 nm and 1053 nm, which are fundamental waves. Therefore, the light having a wavelength of 523.5 nm which is SHG light converted by the wavelength conversion element 4 and the light having a wavelength of 526.5 nm which is SHG light converted by the wavelength conversion element 5 are the end face 5b of the wavelength conversion element 5. Is transmitted to the outside.
Note that light having a wavelength of 1047 nm and a wavelength of 1053 nm, which are fundamental waves, are reflected by the end face 5 b of the wavelength conversion element 5, and thus return to the wavelength conversion element 4.

図1のレーザ装置は、固体レーザ素子3のc軸が、基本波の進行方向である光軸を中心として、図1の紙面の水平面から45°傾けて配置されていることを特徴としている(図2を参照)。
図1では、傾け角度が45°である例を示しているが、2つの基本波(波長1047nm,波長1053nmの光)が、波長変換素子4,5で波長変換される電界成分を持つことになる角度であれば、何度に傾けても構わない。固体レーザ素子3の材料として、Nd:YLF材料を用いている場合、傾き角度をn×90°(n:整数)以外の角度に傾ければよい。
The laser apparatus of FIG. 1 is characterized in that the c-axis of the solid-state laser element 3 is disposed with an inclination of 45 ° from the horizontal plane of the paper of FIG. 1 with the optical axis that is the traveling direction of the fundamental wave as the center ( (See FIG. 2).
Although FIG. 1 shows an example in which the tilt angle is 45 °, two fundamental waves (lights having a wavelength of 1047 nm and a wavelength of 1053 nm) have an electric field component whose wavelength is converted by the wavelength conversion elements 4 and 5. As long as the angle becomes, it can be tilted any number of times. When an Nd: YLF material is used as the material of the solid-state laser element 3, the tilt angle may be tilted to an angle other than n × 90 ° (n: integer).

以下、波長変換素子4,5による波長変換の原理について説明する。
半導体レーザ1から発振される励起光の強度を上げていくと、固体レーザ素子3内の活性イオンが励起されて反転分布が形成される。
これにより、利得が高い波長1047nmの基本波が、固体レーザ素子3のa軸方向に偏光した直線偏光として固体レーザ素子3内を進行する。
その後、偏光方向が波長変換素子4の光学軸に対して傾いて、その基本波が波長変換素子4に入射されることになる。
波長変換素子4の材料であるMgOが添加されたLiNbO3は、複屈折性を持っているため、波長1047nmの基本波は、波長変換素子4,5内を進行する間に偏光方向が回転する。
このとき、波長1047nmの基本波の光電界の垂直方向成分がSHG変換に寄与し、波長変換素子4内で、波長1047nmの光の2倍のフォトンエネルギーを有する波長523.5nmのSHG光に変換されることになる。
Hereinafter, the principle of wavelength conversion by the wavelength conversion elements 4 and 5 will be described.
When the intensity of the excitation light oscillated from the semiconductor laser 1 is increased, the active ions in the solid-state laser element 3 are excited and an inversion distribution is formed.
As a result, the fundamental wave having a wavelength of 1047 nm having a high gain travels in the solid-state laser element 3 as linearly polarized light polarized in the a-axis direction of the solid-state laser element 3.
Thereafter, the polarization direction is inclined with respect to the optical axis of the wavelength conversion element 4, and the fundamental wave is incident on the wavelength conversion element 4.
Since LiNbO3 to which MgO, which is the material of the wavelength conversion element 4 is added, has birefringence, the polarization direction of the fundamental wave having a wavelength of 1047 nm rotates while traveling in the wavelength conversion elements 4 and 5.
At this time, the vertical component of the optical electric field of the fundamental wave with a wavelength of 1047 nm contributes to SHG conversion, and is converted into SHG light with a wavelength of 523.5 nm having a photon energy twice that of the light with a wavelength of 1047 nm in the wavelength conversion element 4. Will be.

このSHG光への変換によって、基本波である波長1047nmの光は減少する(光損失が発生する)ことになる。SHG光への変換効率は、その非線形性によって、基本波の光強度の2乗に比例して増大するが、これは基本波の光強度が増大するほど、光損失の増大幅が大きくなることを意味する。
よって、波長1047nmの光の強度が大きくなるほど、波長1047nmの光の共振器損失が増大し、レーザ発振のためのしきい値利得が高くなる。その結果、波長1047nmの光に利得を与える励起イオン数が増大し、それと熱平衡状態にある波長1053nmの光に利得を与える励起イオン数も増大するため、波長1053nmの光の発振が可能になる。
このとき、波長1053nmの光の利得は、固体レーザ素子3のc軸方向に発生しているため、c軸方向に偏光した直線偏光として発振する。
By the conversion to SHG light, light having a wavelength of 1047 nm, which is a fundamental wave, is reduced (light loss is generated). The conversion efficiency to SHG light increases in proportion to the square of the light intensity of the fundamental wave due to its nonlinearity. This is because the increase in the optical loss increases as the light intensity of the fundamental wave increases. Means.
Therefore, as the intensity of light having a wavelength of 1047 nm increases, the resonator loss of light having a wavelength of 1047 nm increases, and the threshold gain for laser oscillation increases. As a result, the number of excitation ions that give a gain to light having a wavelength of 1047 nm increases, and the number of excitation ions that give a gain to light having a wavelength of 1053 nm that is in thermal equilibrium with the light also increases, so that light having a wavelength of 1053 nm can be oscillated.
At this time, since the gain of light having a wavelength of 1053 nm is generated in the c-axis direction of the solid-state laser element 3, it oscillates as linearly polarized light polarized in the c-axis direction.

波長1053nmの基本波は、波長1047nmの基本波と同様に、波長変換素子4,5内を進行する間に偏光方向が回転する。
このとき、波長1053nmの基本波の光電界の垂直方向成分がSHG変換に寄与し、波長変換素子5内で、波長1053nmの光の2倍のフォトンエネルギーを有する波長526.5nmのSHG光に変換されることになる。
この場合も、SHG光への変換による光損失が同様のメカニズムで発生する。つまり、波長1053nmの光の強度が大きくなるほど、光強度の2乗に比例した共振器損失が発生することになる。
The polarization direction of the fundamental wave having a wavelength of 1053 nm is rotated while traveling in the wavelength conversion elements 4 and 5, similarly to the fundamental wave having a wavelength of 1047 nm.
At this time, the vertical component of the optical electric field of the fundamental wave with a wavelength of 1053 nm contributes to SHG conversion, and is converted into SHG light with a wavelength of 526.5 nm having photon energy twice that of the light with wavelength of 1053 nm in the wavelength conversion element 5. Will be.
Also in this case, light loss due to conversion to SHG light occurs by the same mechanism. That is, as the intensity of light having a wavelength of 1053 nm increases, a resonator loss proportional to the square of the light intensity occurs.

以上のように、一方の波長の基本波の光強度が大きくなるほど光損失が増大して、その基本波を発振させるために必要な利得が増大し、定常状態でのイオン数が増大した結果、他方の波長に対する利得が大きくなって、発振し易くなるといった現象が発生することから、2つの基本波が競合することになる。
波長1047nmの光に対するしきい値利得を与える上準位イオン数N1と、波長1053nm光に対するしきい値利得を与える上準位イオン数N2は、各基本波の光強度で決定される光損失量によって決まることになるが、上準位イオン数N1と上準位イオン数N2が熱平衡条件を満たすような各々の光強度において、定常発振することになる。
As described above, as the light intensity of the fundamental wave of one wavelength increases, the optical loss increases, the gain necessary to oscillate the fundamental wave increases, and the number of ions in the steady state increases. Since the phenomenon that the gain with respect to the other wavelength increases and oscillation becomes easier occurs, the two fundamental waves compete with each other.
The number of upper level ions N1 that gives a threshold gain for light having a wavelength of 1047 nm and the number of upper level ions N2 that gives a threshold gain for light having a wavelength of 1053 nm are determined by the light intensity of each fundamental wave. However, steady oscillation occurs at each light intensity such that the number of upper level ions N1 and the number of upper level ions N2 satisfy the thermal equilibrium condition.

このような状態は、基本波の光強度が大きいほど、その基本波に対する光損失がより大きくなるという状況下、つまり、基本波が固体レーザ素子3と波長変換素子4,5のような基本波に光損失を与える光学素子の両方を周回する方式でのみ起こりうるものである。
したがって、2つの異なる波長に利得を有する固体レーザ素子3と、その両波長に対して波長変換のような光損失を与える光学素子とを有し、基本波がその両方の素子を含む共振器によって発振するような構成において実現可能なものである。
In such a state, as the light intensity of the fundamental wave increases, the optical loss with respect to the fundamental wave increases. That is, the fundamental wave is a fundamental wave such as the solid-state laser element 3 and the wavelength conversion elements 4 and 5. This can only occur in a system that circulates both optical elements that cause optical loss.
Therefore, by a resonator having a solid-state laser element 3 having gains at two different wavelengths and an optical element that gives optical loss such as wavelength conversion for both wavelengths, and a fundamental wave including both elements This can be realized in a configuration that oscillates.

以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、固体レーザ素子3から出力された基本波を複屈折させて、基本波である波長1047nmの光の強度が大きいほど、波長1047nmの光を減少させる波長変換素子4と、波長変換素子4から出力された基本波を複屈折させて、基本波である波長1053nmの光の強度が大きいほど、波長1053nmの光を減少させる波長変換素子5とを備え、固体レーザ素子3のa軸,c軸が光軸に垂直な面内にあり、固体レーザ素子3のa軸,c軸と波長変換素子4,5のa軸,c軸が傾きを有しているように構成したので、1つの固体レーザ素子3を搭載するだけで、僅かに異なる複数の波長の光(波長523.5nmのSHG光、波長526.5nmのSHG光)を出力することができる効果を奏する。   As is apparent from the above, according to the first embodiment, the fundamental wave output from the solid-state laser element 3 is birefringent, and the intensity of the fundamental wave light having a wavelength of 1047 nm increases. The wavelength conversion element 4 for reducing the wavelength 1053 nm and the wavelength conversion element 5 for reducing the light of the wavelength 1053 nm as the intensity of the fundamental wave having a wavelength of 1053 nm increases by birefringing the fundamental wave output from the wavelength conversion element 4. The a-axis and c-axis of the solid-state laser element 3 are in a plane perpendicular to the optical axis, and the a-axis and c-axis of the solid-state laser element 3 and the a-axis and c-axis of the wavelength conversion elements 4 and 5 are inclined. Since it is configured so that light having a plurality of slightly different wavelengths (SHG light having a wavelength of 523.5 nm and SHG light having a wavelength of 526.5 nm) can be output by mounting only one solid-state laser element 3. The effect that can be Unlikely to.

この実施の形態1では、固体レーザ素子3の光学軸を傾けることを特徴としており、固体レーザ素子3の光学軸を傾けることで、2つの基本波を波長変換素子4,5で波長変換できるようにしている。
光学軸を傾けていない場合、例えば、固体レーザ素子3のa軸を垂直に配置した場合は、固体レーザ素子3のc軸方向に発振する波長1053nmの基本波が、垂直方向の電界成分を持たないために、波長変換素子5で波長変換されないことになる。
波長変換素子5で波長変換されない場合、波長1053nmの基本波に対する光損失が、光強度の2乗に比例して大きくならないため、波長1047nmの基本波のしきい値利得が大きくならずに、波長1047nmの基本波での発振が停止することになる。
その場合、波長1053nmの基本波と、そのSHG光である波長526.5nmの光しか出力することができない。波長板を用いて偏光を回転させることにより、この問題は解決することができるが、この実施の形態1のように、固体レーザ素子3の光学軸を傾けることによって、波長板を使うことなく、2つの基本波の同時発振を実現することができる。
In the first embodiment, the optical axis of the solid-state laser element 3 is tilted. By tilting the optical axis of the solid-state laser element 3, the wavelength conversion elements 4 and 5 can convert the wavelengths of the two fundamental waves. I have to.
When the optical axis is not inclined, for example, when the a-axis of the solid-state laser element 3 is arranged vertically, the fundamental wave with a wavelength of 1053 nm that oscillates in the c-axis direction of the solid-state laser element 3 has a vertical electric field component. For this reason, the wavelength conversion element 5 does not perform wavelength conversion.
When the wavelength conversion element 5 does not perform wavelength conversion, the optical loss with respect to the fundamental wave with the wavelength of 1053 nm does not increase in proportion to the square of the light intensity, so that the threshold gain of the fundamental wave with the wavelength of 1047 nm does not increase. Oscillation with a fundamental wave of 1047 nm is stopped.
In that case, only a fundamental wave with a wavelength of 1053 nm and light with a wavelength of 526.5 nm, which is the SHG light, can be output. This problem can be solved by rotating the polarized light using the wave plate, but by tilting the optical axis of the solid-state laser element 3 as in the first embodiment, without using the wave plate, Simultaneous oscillation of two fundamental waves can be realized.

なお、この実施の形態1では、固体レーザ素子3の材料として、Ndが添加されたYLF材料(Nd:YLF)を用いる例を示したが、複数の利得波長を持つ材料であれば、Nd:YLF以外の材料を用いても、同様の機能を実現することができることは言うまでもない。
また、利得ピークを持つ偏光方向は、互いに直交していなくても、上記に示すような基本波間の競合が発生するため、複数波長での発振が可能である。
In the first embodiment, an example in which a YLF material (Nd: YLF) to which Nd is added is used as the material of the solid-state laser element 3 is described. However, if the material has a plurality of gain wavelengths, Nd: It goes without saying that the same function can be realized even if a material other than YLF is used.
Further, even if the polarization directions having the gain peak are not orthogonal to each other, the competition between the fundamental waves as described above occurs, so that oscillation at a plurality of wavelengths is possible.

また、この実施の形態1では、分極反転の方向が同方向になるように、波長変換素子4と波長変換素子5を別個に作製して配置しているが、1つの材料(LiNbO3、または、LiTaO3)に分極反転をそれぞれ形成することで、波長変換素子4と波長変換素子5を一体的に形成するようにしてもよい。
このように、波長変換素子4と波長変換素子5を一体的に同時に作製すれば、安価かつ容易に製造が可能になる。
In the first embodiment, the wavelength conversion element 4 and the wavelength conversion element 5 are separately manufactured and arranged so that the directions of polarization inversion are the same direction, but one material (LiNbO3 or The wavelength conversion element 4 and the wavelength conversion element 5 may be integrally formed by forming polarization inversions in LiTaO3).
In this way, if the wavelength conversion element 4 and the wavelength conversion element 5 are integrally manufactured at the same time, they can be manufactured inexpensively and easily.

実施の形態2.
図3はこの発明の実施の形態2によるレーザ装置の構成を示す上面図であり、図4はこの発明の実施の形態2によるレーザ装置の動作原理を示す斜視図である。
図3及び図4において、図1及び図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
波長変換素子20は一方の端面20aが固体レーザ素子3の他方の端面3bと向かい合っており、固体レーザ素子3の端面3bから出力された基本波を複屈折させる光学素子である。
即ち、波長変換素子20は例えばMgOが添加されたLiNbO3を材料として、分極反転が形成されており(分極反転の分極方向は、図3の紙面に対して垂直方向)、領域21、領域22及び領域23に分かれている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a top view showing a configuration of a laser device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view showing an operation principle of the laser device according to Embodiment 2 of the present invention.
3 and FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 and FIG.
The wavelength conversion element 20 is an optical element that has one end face 20 a facing the other end face 3 b of the solid-state laser element 3 and birefringes a fundamental wave output from the end face 3 b of the solid-state laser element 3.
That is, the wavelength conversion element 20 is formed of polarization reversal using, for example, LiNbO3 to which MgO is added (the polarization direction of the polarization reversal is perpendicular to the paper surface of FIG. 3). It is divided into areas 23.

波長変換素子20の領域21は固体レーザ素子3の端面3bから出力された基本波を複屈折させて、波長1047nmの光の強度が大きいほど、波長1047nmの光を減少させる第1の光学素子であって、波長1047nmの光からSHG光を発生させるような周期の分極反転が形成されている。
波長変換素子20の領域22は固体レーザ素子3の端面3bから出力された基本波を複屈折させて、波長1053nmの光の強度が大きいほど、波長1053nmの光を減少させる第2の光学素子であって、波長1053nmの光からSHG光を発生させるような周期の分極反転が形成されている。
波長変換素子20の領域23は波長1047nmの光及び波長1053nmの光の強度が大きいほど、波長1047nmの光及び波長1053nmの光を減少させる第3の光学素子であって、波長1047nmと波長1053nmの和周波変換(SFG:Sum Frequency Generation)光を発生させるような分極反転が形成されている。
図3では、領域21、領域22及び領域23が一体形成されている例を示しているが、領域21、領域22及び領域23が別個に製作されていてもよいことは言うまでもない。
The region 21 of the wavelength conversion element 20 is a first optical element that birefringes the fundamental wave output from the end face 3b of the solid-state laser element 3 and reduces the light with a wavelength of 1047 nm as the intensity of the light with a wavelength of 1047 nm increases. Thus, a polarization inversion having a period that generates SHG light from light having a wavelength of 1047 nm is formed.
The region 22 of the wavelength conversion element 20 is a second optical element that birefringes the fundamental wave output from the end face 3b of the solid-state laser element 3 and reduces the light at the wavelength 1053 nm as the intensity of the light at the wavelength 1053 nm increases. Thus, a polarization inversion having a period for generating SHG light from light having a wavelength of 1053 nm is formed.
The region 23 of the wavelength conversion element 20 is a third optical element that reduces the light with the wavelength 1047 nm and the light with the wavelength 1053 nm as the intensity of the light with the wavelength 1047 nm and the light with the wavelength 1053 nm increases. Polarization reversal is generated so as to generate sum frequency conversion (SFG) light.
Although FIG. 3 shows an example in which the region 21, the region 22, and the region 23 are integrally formed, it is needless to say that the region 21, the region 22, and the region 23 may be separately manufactured.

なお、波長変換素子20の光学軸(領域21、領域22及び領域23の光学軸)であるc軸は、図3の紙面に対して垂直方向になるように配置されており、固体レーザ素子3の光学軸であるc軸が図3の紙面の水平面から45°傾けて配置されているため、波長変換素子20のc軸と固体レーザ素子3のc軸は45°の傾きがある。
ここでは、波長変換素子20の材料が、MgOが添加されたLiNbO3である例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、MgOが添加されたLiTaO3であってもよい。
The c-axis, which is the optical axis of the wavelength conversion element 20 (the optical axes of the regions 21, 22 and 23), is disposed so as to be perpendicular to the paper surface of FIG. Since the c-axis, which is the optical axis, is inclined by 45 ° from the horizontal plane of the paper of FIG. 3, the c-axis of the wavelength conversion element 20 and the c-axis of the solid-state laser element 3 are inclined by 45 °.
Here, an example in which the material of the wavelength conversion element 20 is LiNbO3 to which MgO is added is shown, but this is only an example, and for example, LiTaO3 to which MgO is added may be used.

反射鏡24は固体レーザ素子20の端面20aにコーティングされており、反射鏡24は半導体レーザ1により発振された励起光(Nd:YLF励起波長の励起光)を透過させる一方、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光を反射する特性を有する光学部品である。なお、反射鏡24は第1の反射鏡を構成している。
反射鏡25は波長変換素子20の端面20bにコーティングされており、反射鏡25は第2高調波の光であるSHG光及びSFG光を透過させる一方、基本波である波長1047nm,波長1053nmの光を反射する特性を有する光学部品である。なお、反射鏡25は第2の反射鏡を構成している。
The reflecting mirror 24 is coated on the end face 20a of the solid-state laser element 20, and the reflecting mirror 24 transmits the excitation light (Nd: excitation light having an YLF excitation wavelength) oscillated by the semiconductor laser 1, while having a wavelength that is a fundamental wave. It is an optical component having a characteristic of reflecting light of 1047 nm and a wavelength of 1053 nm. The reflecting mirror 24 constitutes a first reflecting mirror.
The reflecting mirror 25 is coated on the end face 20b of the wavelength conversion element 20, and the reflecting mirror 25 transmits SHG light and SFG light which are second harmonic light, while light having wavelengths of 1047 nm and 1053 nm which are fundamental waves. Is an optical component having a characteristic of reflecting light. The reflecting mirror 25 constitutes a second reflecting mirror.

この実施の形態2の場合においても、上記実施の形態1と同じ原理によって、波長1047nmの基本波と波長1053nmの基本波が同時に発生する。
波長変換素子20の領域21では、波長1047nmの基本波の光電界の垂直方向成分が波長変換され、波長523.5nmのSHG光が発生する。
波長変換素子20の領域22では、波長1053nmの基本波の光電界の垂直方向成分が波長変換され、波長526.5nmのSHG光が発生する。
波長1047nmの基本波と波長1053nmの基本波とは波数が異なるが、波長変換素子20の領域23内の和周波変換部分は、複屈折を持っているため、波長1047nmの波数と波長1053nmの波数が等しくなる条件、つまり位相整合をとれるような配置に置くことにより、波長525.0nmのSFG光が発生する。
このとき、和周波への波長変換に寄与するのは、2つの基本波の光電界の垂直成分である。
これにより、3つの波長変換光(波長523.5nmの光、波長526.5nmの光、波長525.0nmの光)が、波長変換素子20の端面20bを透過して外部に出力される。
Also in the case of the second embodiment, a fundamental wave with a wavelength of 1047 nm and a fundamental wave with a wavelength of 1053 nm are generated simultaneously by the same principle as in the first embodiment.
In the region 21 of the wavelength conversion element 20, the vertical component of the optical field of the fundamental wave having a wavelength of 1047 nm is wavelength-converted, and SHG light having a wavelength of 523.5 nm is generated.
In the region 22 of the wavelength conversion element 20, the vertical component of the optical field of the fundamental wave having a wavelength of 1053 nm is wavelength-converted, and SHG light having a wavelength of 526.5 nm is generated.
The fundamental wave having a wavelength of 1047 nm and the fundamental wave having a wavelength of 1053 nm have different wave numbers. However, since the sum frequency conversion portion in the region 23 of the wavelength conversion element 20 has birefringence, the wave number of the wavelength 1047 nm and the wave number of the wavelength 1053 nm. SFG light having a wavelength of 525.0 nm is generated by placing them in a condition where they are equal, that is, in an arrangement that allows phase matching.
At this time, it is the vertical components of the optical fields of the two fundamental waves that contribute to the wavelength conversion to the sum frequency.
Thereby, three wavelength conversion lights (light with a wavelength of 523.5 nm, light with a wavelength of 526.5 nm, light with a wavelength of 525.0 nm) are transmitted through the end face 20b of the wavelength conversion element 20 and output to the outside.

ここで、SFG光は、2つの基本波のそれぞれに対し、SFG変換領域の分極反転の方向と一致する成分が変換に寄与する。よって、この実施の形態2のような構成にすれば、2つの基本波が共に図3の紙面に垂直な偏光方向を持つ成分を持つことになるため、高効率でのSFG変換が可能になる。   Here, in the SFG light, for each of the two fundamental waves, a component that matches the polarization inversion direction of the SFG conversion region contributes to the conversion. Therefore, if the configuration as in the second embodiment is adopted, both of the two fundamental waves have components having a polarization direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3, so that SFG conversion can be performed with high efficiency. .

この実施の形態2では、波長変換素子20における領域21,22,23での分極反転の方向が、いずれも図3の紙面に垂直な方向であり、分極反転の周期を変えるのみで各々の波長変換機能を持たせることが可能である。したがって、3つの領域を1度のプロセスで作製可能であり、安価でかつ容易に作製することができる。
ただし、これは2つの波長変換素子部分と、和周波変換素子部分を全て同じ材料で作らなければならないということ意味しているわけではない。
また、3つの光学素子部分の並び順を変えても、それぞれ対応する基本波に対して波長変換された光を発生するため、図3の構成の例に限定されるものではないことは明らかである。
なお、上記実施の形態1,2では、固体レーザ素子3の光学軸を傾けている例を示したが,波長変換素子の光学軸を傾けるようにしても、同様の機能を実現することが可能であることは明らかである。
In the second embodiment, the polarization inversion directions in the regions 21, 22, and 23 in the wavelength conversion element 20 are all directions perpendicular to the paper surface of FIG. 3, and each wavelength is changed only by changing the period of the polarization inversion. It is possible to provide a conversion function. Therefore, the three regions can be manufactured by a single process, and can be manufactured inexpensively and easily.
However, this does not mean that the two wavelength conversion element portions and the sum frequency conversion element portion must be made of the same material.
Further, even if the arrangement order of the three optical element portions is changed, light that is wavelength-converted with respect to the corresponding fundamental wave is generated, so that it is obvious that the arrangement is not limited to the configuration example of FIG. is there.
In the first and second embodiments, the example in which the optical axis of the solid-state laser element 3 is tilted is shown. However, the same function can be realized even if the optical axis of the wavelength conversion element is tilted. Obviously.

実施の形態3.
この実施の形態3では、固体レーザ素子3及び波長変換素子20が導波路構造を有しているレーザ装置について説明する。
図5はこの発明の実施の形態3によるレーザ装置の構成を示す上面図であり、図5において、図1及び図3と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態3では、上記実施の形態2のレーザ装置が導波路構造を有しているものについて説明するが、上記実施の形態1のレーザ装置が導波路構造を有していてもよい。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, a laser device in which the solid-state laser element 3 and the wavelength conversion element 20 have a waveguide structure will be described.
FIG. 5 is a top view showing a configuration of a laser apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 5, the same reference numerals as those in FIGS.
In the third embodiment, the laser device of the second embodiment described above has a waveguide structure. However, the laser device of the first embodiment may have a waveguide structure.

この実施の形態3の固体レーザ素子3は、導波路型の構造を有しており、光が伝搬する導波路31の材料としてNd:YLFを用いている。
導波路31の下面及び上面には、クラッド層として、導波路31よりも屈折率が小さいSiO2膜32,33が形成されている。
導波路厚は、例えば、100μmであり、2つのクラッド層厚は、例えば、1μmとなっている。また、固体レーザ素子3には、導波路31及びSiO2膜32,33を保持するための基板34が接着されており、この基板34の材料は、導波路31と熱線膨張係数が近いガラス材料などが用いられる。また、基板34の厚さは、ハンドリングが容易となるように1mm前後としている。
The solid-state laser element 3 of the third embodiment has a waveguide type structure, and Nd: YLF is used as the material of the waveguide 31 through which light propagates.
On the lower and upper surfaces of the waveguide 31, SiO 2 films 32 and 33 having a refractive index smaller than that of the waveguide 31 are formed as cladding layers.
The waveguide thickness is, for example, 100 μm, and the thicknesses of the two cladding layers are, for example, 1 μm. Further, a substrate 34 for holding the waveguide 31 and the SiO 2 films 32 and 33 is bonded to the solid-state laser element 3, and the material of the substrate 34 is a glass material having a thermal expansion coefficient close to that of the waveguide 31. Is used. Further, the thickness of the substrate 34 is set to about 1 mm so that handling is easy.

導波路型の固体レーザ素子3の前方には、同じく導波路構造を持った導波路型の波長変換素子20が配置されている。
この波長変換素子20の導波路41,42,43の材料として、分極反転が形成されたMgO添加LiNbO3を用いている。
即ち、波長変換素子20は、上記実施の形態2と同様に、波長1047nmの光からSHG光を発生させるような周期の分極反転が形成されている領域21と、波長1053nmの光からSHG光を発生させるような周期の分極反転が形成されている領域22と、波長1047nmと波長1053nmのSFG光を発生させるような分極反転が形成されている領域23とが一体的に形成されている。
In front of the waveguide type solid-state laser element 3, a waveguide type wavelength conversion element 20 having the same waveguide structure is disposed.
As a material of the waveguides 41, 42, and 43 of the wavelength conversion element 20, MgO-added LiNbO3 in which polarization inversion is formed is used.
That is, as in the second embodiment, the wavelength conversion element 20 converts the SHG light from the region 21 in which the polarization inversion has been formed so as to generate SHG light from the light having a wavelength of 1047 nm and the light having the wavelength of 1053 nm. A region 22 in which polarization inversion having a period to be generated is formed and a region 23 in which polarization inversion to generate SFG light having a wavelength of 1047 nm and a wavelength of 1053 nm are integrally formed.

全ての領域21,22,23の分極反転の方向は、図5の紙面に水平な方向で、導波路41,42,43の薄板方向である。
導波路41,42,43の下面及び上面には、クラッド層として、導波路41,42,43よりも屈折率が小さいSiO2膜44,45が形成されている。
導波路厚は、例えば、100μmであり、2つのクラッド層厚は、例えば、1μmとなっている。また、波長変換素子20には、導波路41,42,43及びSiO2膜44,45を保持するための基板46が接着されており、この基板46の材料は、導波路41,42,43と熱線膨張係数が近いガラス材料などが用いられる。また、基板46の厚さは、ハンドリングが容易となるように1mm前後としている。
The direction of polarization inversion of all the regions 21, 22, and 23 is a direction horizontal to the paper surface of FIG. 5 and the thin plate direction of the waveguides 41, 42, and 43.
On the lower and upper surfaces of the waveguides 41, 42, 43, SiO2 films 44, 45 having a refractive index smaller than that of the waveguides 41, 42, 43 are formed as cladding layers.
The waveguide thickness is, for example, 100 μm, and the thicknesses of the two cladding layers are, for example, 1 μm. Further, a substrate 46 for holding the waveguides 41, 42, 43 and the SiO 2 films 44, 45 is bonded to the wavelength conversion element 20, and the material of the substrate 46 is the waveguides 41, 42, 43 and A glass material having a similar coefficient of thermal expansion is used. Further, the thickness of the substrate 46 is set to about 1 mm so that handling is easy.

この実施の形態3の場合も、上記実施の形態2と同様に、3つの波長変換光(波長523.5nmの光、波長526.5nmの光、波長525.0nmの光)が、波長変換素子20の端面20bを透過して外部に出力される。   In the case of the third embodiment, similarly to the second embodiment, three wavelength conversion lights (light with a wavelength of 523.5 nm, light with a wavelength of 526.5 nm, and light with a wavelength of 525.0 nm) are converted into a wavelength conversion element. 20 is transmitted through the end face 20b to the outside.

固体レーザ素子3及び波長変換素子20の形状がバルク状の場合、素子の内部を進行する光の電界の垂直方向成分と水平方向成分は相関を持ち、波長変換時には、そのうちの垂直成分のみが変換に寄与して損失を受けるため、波長変換素子20の端面20bで反射して固体レーザ素子3に戻ってくる偏波状態は、波長変換効率に依存することになり、発振状態が不安定になるという問題が知られている。
固体レーザ素子3及び波長変換素子20の形状を導波路型にすると、素子の内部を進行する光のモードは、TEモードとTMモードの2つに分離されるため、波長変換時には、TMモードのみが変換に寄与して損失を受けることになる。このとき、TEモードは、波長変換による損失を受けずに共振器内を周回するため、基本波を安定して発振させる上で非常に重要な役割を担っている。このような原理から、固体レーザ素子3の形状を導波路型にすると、基本波の発振が安定するというバルク型では得られない利点が得られる。
When the shape of the solid-state laser element 3 and the wavelength conversion element 20 is a bulk shape, the vertical component and the horizontal component of the electric field of light traveling inside the element have a correlation, and at the time of wavelength conversion, only the vertical component is converted. Therefore, the polarization state reflected by the end face 20b of the wavelength conversion element 20 and returning to the solid-state laser element 3 depends on the wavelength conversion efficiency, and the oscillation state becomes unstable. The problem is known.
When the shape of the solid-state laser element 3 and the wavelength conversion element 20 is a waveguide type, the mode of light traveling inside the elements is separated into two modes, a TE mode and a TM mode. Will contribute to the conversion and suffer losses. At this time, since the TE mode circulates in the resonator without receiving a loss due to wavelength conversion, it plays a very important role in stably oscillating the fundamental wave. From such a principle, if the shape of the solid-state laser element 3 is a waveguide type, an advantage that cannot be obtained by the bulk type that the oscillation of the fundamental wave is stabilized is obtained.

上記実施の形態1〜3では、SHG変換を行う基本波を発生するレーザ媒質が固体レーザ素子3である例を示したが、固体レーザ素子3の代わりに、複数の利得波長をもつ利得媒体(例えば、気体レーザ、色素レーザ、半導体レーザなど)を用いても、同様の機能を実現することが可能である。
また、波長変換素子の代わりに、光強度が大きいほど、光損失が増大するような素子を用いれば、同様の複数波長の発振が可能になる。
In the first to third embodiments, an example in which the laser medium that generates the fundamental wave for performing the SHG conversion is the solid-state laser element 3, but instead of the solid-state laser element 3, a gain medium having a plurality of gain wavelengths ( For example, a similar function can be realized using a gas laser, a dye laser, a semiconductor laser, or the like.
In addition, if an element whose light loss increases as the light intensity increases instead of the wavelength conversion element, similar multi-wavelength oscillation is possible.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .

1 半導体レーザ、2 レンズ、3 固体レーザ素子、3a 固体レーザ素子3の一方の端面、3b 固体レーザ素子3の他方の端面、4 波長変換素子(第1の光学素子)、4a 波長変換素子4の一方の端面、4b 波長変換素子4の他方の端面、5 波長変換素子(第2の光学素子)、5a 波長変換素子5の一方の端面、5b 波長変換素子5の他方の端面、6 反射鏡(第1の反射鏡)、7,8 反射鏡、9,10 光透過部品、11 反射鏡(第2の反射鏡)、20 波長変換素子、20a 波長変換素子20の一方の端面、20b 波長変換素子20の他方の端面、21 領域(第1の光学素子)、22 領域(第2の光学素子)、23 領域(第3の光学素子)、24 反射鏡(第1の反射鏡)、25 反射鏡(第2の反射鏡)、31 導波路、32,33 SiO2膜、34 基板、41,42,43 導波路、44,45 SiO2膜、46 基板、101 半導体レーザ、102 レンズ、103,104 固体レーザ素子、105 波長変換素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser, 2 Lens, 3 Solid state laser element, 3a One end surface of the solid state laser element 3, 3b The other end surface of the solid state laser element 3, 4 Wavelength conversion element (1st optical element), 4a of the wavelength conversion element 4 One end face, 4b The other end face of the wavelength conversion element 4, 5 Wavelength conversion element (second optical element), 5a One end face of the wavelength conversion element 5, 5b The other end face of the wavelength conversion element 5, 6 Reflector ( First reflecting mirror), 7, 8 Reflecting mirror, 9, 10 Light transmitting component, 11 Reflecting mirror (second reflecting mirror), 20 Wavelength converting element, 20a One end face of wavelength converting element 20, 20b Wavelength converting element The other end face of 20, 21 region (first optical element), 22 region (second optical element), 23 region (third optical element), 24 reflecting mirror (first reflecting mirror), 25 reflecting mirror (Second reflecting mirror), 31 Waveguide , 32, 33 SiO2 film, 34 substrate, 41, 42, 43 waveguide, 44 and 45 SiO2 films, 46 a substrate, 101 a semiconductor laser, 102 lens, 103, 104 solid-state laser element, 105 wavelength conversion element.

Claims (13)

励起光を発振する半導体レーザと、
第1の波長の光に対して利得を持つ第1の光学軸及び第2の波長の光に対して利得を持つ第2の光学軸を有する結晶で構成されており、一方の端面から上記半導体レーザにより発振された励起光を入射し、上記励起光を吸収して上記第1及び第2の波長の光を他方の端面から出力する固体レーザ素子と、
一方の端面が上記固体レーザ素子の他方の端面と向かい合っており、上記固体レーザ素子の他方の端面から出力された光を複屈折させて、上記第1の波長の光の強度が大きいほど、上記第1の波長の光を減少させる第1の光学素子と、
一方の端面が上記第1の光学素子の他方の端面と向かい合っており、上記第1の光学素子の他方の端面から出力された光を複屈折させて、上記第2の波長の光の強度が大きいほど、上記第2の波長の光を減少させる第2の光学素子と、
上記固体レーザ素子の一方の端面側に配置され、上記第1及び第2の波長の光を反射する第1の反射鏡と、
上記第2の光学素子の他方の端面側に配置され、上記第1及び第2の波長の光を反射する第2の反射鏡とを備え、
上記固体レーザ素子における光学軸が光軸に垂直な面内にあり、上記光学軸と上記第1及び第2の光学素子における光学軸が傾きを有している
ことを特徴とするレーザ装置。
A semiconductor laser that oscillates excitation light; and
The semiconductor device includes a crystal having a first optical axis having a gain with respect to light having a first wavelength and a second optical axis having a gain with respect to light having a second wavelength. A solid-state laser element that receives excitation light oscillated by a laser, absorbs the excitation light, and outputs light of the first and second wavelengths from the other end face;
One end face is opposite to the other end face of the solid-state laser element, the birefringence of the light output from the other end face of the solid-state laser element, the greater the intensity of the light of the first wavelength, A first optical element for reducing light of a first wavelength;
One end face faces the other end face of the first optical element, the light output from the other end face of the first optical element is birefringent, and the intensity of the light of the second wavelength is increased. A second optical element that reduces the light of the second wavelength as it is larger;
A first reflector that is disposed on one end face side of the solid-state laser element and reflects the light of the first and second wavelengths;
A second reflecting mirror disposed on the other end face side of the second optical element and reflecting the light of the first and second wavelengths,
An optical axis of the solid-state laser element is in a plane perpendicular to the optical axis, and the optical axis of the optical axis and the first and second optical elements are inclined.
第1の光学素子は第1の波長の光の波長を変換する波長変換素子、第2の光学素子は第2の波長の光の波長を変換する波長変換素子であり、上記第1及び第2の光学素子による波長変換後の光が第2の反射鏡を透過することを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。   The first optical element is a wavelength conversion element that converts the wavelength of the first wavelength light, and the second optical element is a wavelength conversion element that converts the wavelength of the second wavelength light. The laser device according to claim 1, wherein the light after wavelength conversion by the optical element is transmitted through the second reflecting mirror. 第1及び第2の光学素子による波長変換後の光が第2高調波の光であることを特徴とする請求項2記載のレーザ装置。   3. The laser device according to claim 2, wherein the light after wavelength conversion by the first and second optical elements is second harmonic light. 第1及び第2の光学素子は、LiNbO3又はLiTaO3を材料として分極反転が形成されている光学部品であることを特徴とする請求項2記載のレーザ装置。   3. The laser device according to claim 2, wherein the first and second optical elements are optical parts in which polarization inversion is formed using LiNbO3 or LiTaO3 as a material. 1つの材料に分極反転がそれぞれ形成されて、第1及び第2の光学素子が一体的に形成されていることを特徴とする請求項4記載のレーザ装置。   5. The laser device according to claim 4, wherein polarization inversion is formed in one material, and the first and second optical elements are integrally formed. 第1の反射鏡は固体レーザ素子の一方の端面にコーティングされ、第2の反射鏡は第2の光学素子の他方の端面にコーティングされていることを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。   2. The laser device according to claim 1, wherein the first reflecting mirror is coated on one end face of the solid-state laser element, and the second reflecting mirror is coated on the other end face of the second optical element. 励起光を発振する半導体レーザと、
第1の波長の光に対して利得を持つ第1の光学軸及び第2の波長の光に対して利得を持つ第2の光学軸を有する結晶で構成されており、一方の端面から上記半導体レーザにより発振された励起光を入射し、上記励起光を吸収して上記第1及び第2の波長の光を他方の端面から出力する固体レーザ素子と、
一方の端面が上記固体レーザ素子の他方の端面と向かい合っており、上記固体レーザ素子の他方の端面から出力された光を複屈折させて、上記第1の波長の光の強度が大きいほど、上記第1の波長の光を減少させる第1の光学素子と、
一方の端面が上記第1の光学素子の他方の端面と向かい合っており、上記第1の光学素子の他方の端面から出力された光を複屈折させて、上記第2の波長の光の強度が大きいほど、上記第2の波長の光を減少させる第2の光学素子と、
一方の端面が上記第2の光学素子の他方の端面と向かい合っており、上記第2の光学素子の他方の端面から出力された光を複屈折させて、上記第1及び第2の波長の光の強度が大きいほど、上記第1及び第2の波長の光を減少させる第3の光学素子と、
上記固体レーザ素子の一方の端面側に配置され、上記第1及び第2の波長の光を反射する第1の反射鏡と、
上記第3の光学素子の他方の端面側に配置され、上記第1及び第2の波長の光を反射する第2の反射鏡とを備え、
上記固体レーザ素子における光学軸が光軸に垂直な面内にあり、上記光学軸と上記第1、第2及び第3の光学素子における光学軸が傾きを有している
ことを特徴とするレーザ装置。
A semiconductor laser that oscillates excitation light; and
The semiconductor device includes a crystal having a first optical axis having a gain with respect to light having a first wavelength and a second optical axis having a gain with respect to light having a second wavelength. A solid-state laser element that receives excitation light oscillated by a laser, absorbs the excitation light, and outputs light of the first and second wavelengths from the other end face;
One end face is opposite to the other end face of the solid-state laser element, the birefringence of the light output from the other end face of the solid-state laser element, the greater the intensity of the light of the first wavelength, A first optical element for reducing light of a first wavelength;
One end face faces the other end face of the first optical element, the light output from the other end face of the first optical element is birefringent, and the intensity of the light of the second wavelength is increased. A second optical element that reduces the light of the second wavelength as it is larger;
One end face is opposite to the other end face of the second optical element, and the light output from the other end face of the second optical element is birefringent to generate light of the first and second wavelengths. A third optical element that reduces the light of the first and second wavelengths as the intensity of
A first reflector that is disposed on one end face side of the solid-state laser element and reflects the light of the first and second wavelengths;
A second reflecting mirror disposed on the other end face side of the third optical element and reflecting the light of the first and second wavelengths,
An optical axis in the solid-state laser element is in a plane perpendicular to the optical axis, and the optical axis and the optical axes in the first, second and third optical elements are inclined. apparatus.
第1の光学素子は第1の波長の光の波長を変換する波長変換素子、第2の光学素子は第2の波長の光の波長を変換する波長変換素子、第3の光学素子は第1及び第2の波長の光から第3の波長の光を発生する波長変換素子であり、上記第1及び第2の光学素子による波長変換後の光及び上記第3の光学素子により発生された第3の波長の光が第2の反射鏡を透過することを特徴とする請求項7記載のレーザ装置。   The first optical element is a wavelength conversion element that converts the wavelength of the first wavelength light, the second optical element is a wavelength conversion element that converts the wavelength of the second wavelength light, and the third optical element is the first optical element. And a wavelength conversion element that generates light of a third wavelength from light of the second wavelength, the light after wavelength conversion by the first and second optical elements and the first light generated by the third optical element. 8. The laser device according to claim 7, wherein light having a wavelength of 3 is transmitted through the second reflecting mirror. 第1及び第2の光学素子による波長変換後の光が第2高調波の光であり、
第3の光学素子により発生された第3の波長の光が、第1の波長と第2の波長との和周波の光である
ことを特徴とする請求項8記載のレーザ装置。
The light after wavelength conversion by the first and second optical elements is second harmonic light,
The laser device according to claim 8, wherein the light having the third wavelength generated by the third optical element is light having a sum frequency of the first wavelength and the second wavelength.
第1、第2及び第3の光学素子は、LiNbO3又はLiTaO3を材料として分極反転が形成されている光学部品であることを特徴とする請求項8記載のレーザ装置。   9. The laser device according to claim 8, wherein the first, second, and third optical elements are optical components in which polarization inversion is formed using LiNbO3 or LiTaO3 as a material. 1つの材料に分極反転がそれぞれ形成されて、第1、第2及び第3の光学素子が一体的に形成されていることを特徴とする請求項10記載のレーザ装置。   11. The laser device according to claim 10, wherein polarization inversion is formed in one material, and the first, second and third optical elements are integrally formed. 第1の反射鏡は固体レーザ素子の一方の端面にコーティングされ、第2の反射鏡は第3の光学素子の他方の端面にコーティングされていることを特徴とする請求項7記載のレーザ装置。   8. The laser device according to claim 7, wherein the first reflecting mirror is coated on one end face of the solid-state laser element, and the second reflecting mirror is coated on the other end face of the third optical element. 固体レーザ素子及び光学素子が導波路構造を有していることを特徴とする請求項1から請求項12のうちのいずれか1項記載のレーザ装置。   The laser device according to any one of claims 1 to 12, wherein the solid-state laser element and the optical element have a waveguide structure.
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