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JPH1093182A - 周波数変換型固体レーザ装置、周波数２倍型固体レーザ装置および周波数変換型結合型共振キャビティ - Google Patents

周波数変換型固体レーザ装置、周波数２倍型固体レーザ装置および周波数変換型結合型共振キャビティ

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JPH1093182A
JPH1093182A JP14818297A JP14818297A JPH1093182A JP H1093182 A JPH1093182 A JP H1093182A JP 14818297 A JP14818297 A JP 14818297A JP 14818297 A JP14818297 A JP 14818297A JP H1093182 A JPH1093182 A JP H1093182A
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JP
Japan
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wavelength
resonance cavity
laser
cavity
solid
Prior art date
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Application number
JP14818297A
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English (en)
Inventor
Jin Tianfeng
チャンフェン・ジン
Reinhard Bruch
ラインハルト・ブラッフ
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一縦モードおよび単一横モードの波長変換
レーザ光を発生させるレーザ装置を提供すること。 【解決手段】 レーザ装置３は、励起光１２を発生させ
る励起光源１０と、結合光学系１４と、入射側ミラー１
６と、共用の部分的反射ミラー１８と、出射側ミラー２
０と、固体レーザ媒質２２と、光波長変換装置２４と、
制御回路３０および温度能動素子３２、３４、３６とを
含む温度制御装置と、温度センサ（図示せず）とを備え
ている。結合型共振キャビティ４０は、第１の共振キャ
ビティ４２と、第２の共振キャビティ４４とを有してい
る。入射側ミラー１６と共用の部分的反射ミラー１８と
が第１の共振キャビティ４２を形成し、出射側ミラー２
０と共用の部分的反射ミラー１８とが第２の共振キャビ
ティ４４を形成している。共用の部分的反射ミラー１８
を、第１の共振キャビティと第２の共振キャビティによ
って共用している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】この発明は、概略的にはレ
ーザ装置に関し、特に、周波数変換型単一縦モード固体
レーザ装置および結合型共振キャビティに関連する。
【０００２】
【従来の技術】周波数変換型単一縦モードレーザ装置に
は、ホログラフィ、インターフィロメトリ、光学的デー
タ記憶、レーザ結像(laser imaging) 、コヒーレント検
出などの多くの用途がある。これらのレーザ装置は、コ
ヒーレント光学センサ、粒子計数器などの光学的測定器
において、不可欠な部品でもある。特に、周波数変換型
ＬＤ励起単一縦モード固体レーザは、小型で、高効率
で、安定したコヒーレント光源である。このようなレー
ザは、（緑、青あるいは紫外線のような）短波長放射ま
たは長波長（赤外）放射を発生させるようにすることが
できる。光学的データ記憶のような多くの用途において
は、光学的データ記憶装置をより小さくすることができ
るという理由で、コンパクトなレーザ装置が望まれてい
る。小さく、軽く、且つ、持ち運びに便利な装置に人気
がある最近の市場においては、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、
フロッピーディスクドライブ、レーザメモり書き込み装
置のような装置は小さい方が有利である。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】従来から、自走キャビ
ティ内周波数２倍型ダイオード励起固体レーザ(free-ru
nning intracabity frequency doubled diode pumped s
olid state laser) に関連するいくつかの発明があった
が、これらは、一般的に、出力は、大きな振幅変動を伴
い、無秩序であるのが一般的であった。したがって、こ
れらのレーザは、光学的データ記憶、インターフェロメ
トリ、および、レーザ結像のようないくつかの用途には
適していない。"Journal of Optical Society of Ameri
ca B" vol.3 No.9,(1986) pp.1175-1180に記載のＴ．Ｂ
ｅａｒ等の論文、および、米国特許第４、７０１、９２
９号明細書の文献には、キャビティ内周波数２倍型ダイ
オード励起Ｎｄ：ＹＡＧレーザ装置では、その出力が、
大きな振幅雑音を伴い無秩序になることが開示されてい
る。これらの文献は、不安定の原因は、レーザキャビテ
ィ内でのクロスサチュレーション効果(cross saturatio
n effect) や、和周波数発生に起因して縦モードの非線
形結合が生じることにあることを示している。また、エ
タロンを付加してレーザを単一縦モードで作動させる
と、緑色のレーザビームの大きな振幅ノイズは消え、且
つ、出力は安定するが、出力が極めて低くなることが報
告されている。エタロンは、レーザ光の波長を選択する
ことによってレーザを調整するために使用される、レー
ザ装置のキャビティ内のフィルタである。エタロンは、
発振する縦モードの数を制限し、この制限により、単一
縦モードでの作動が達成できる。しかしながら、エタロ
ン（あるいは、他の構成要素）をレーザのキャビティ内
に持ち込むと、内部での光学的損失が発生し、これによ
って、レーザ効率が低下する。また、キャビティ内への
エタロンの持ち込みは、レーザ装置の構造を複雑化し、
そのため、製造が難しくなり、しかも、生産コストがか
かってしまう。
【０００４】もし、周波数２倍型レーザが単一縦モード
で作動するなら、このレーザの出力放射の振幅ノイズを
実質的に排除することができる。したがって、レーザ装
置の共振キャビティは、単一縦モードでの動作を達成す
るために、ある条件を充足していなければならない。
【０００５】周波数変換型単一縦モード出力を提供でき
るＬＤ励起固体レーザが、最近の研究報告のなかで述べ
られている。そのような固体レーザの一例が、１９９１
年１０月１日に発行された、ナイチンゲール等(Nightin
gale et al) の米国特許第５、０５２、８１５号「２つ
の反射面を備えた単一周波数リングレーザ装置」の明細
書の文献に開示されている。この特許明細書に開示され
ているリングレーザ装置は、レーザダイオード励起型の
ものであり、且つ、安定した単一周波数の第２次高調波
のレーザ出力を発生させることができる。しかし、この
リングレーザ装置は、そのキャビティの光学的アライン
メントが極めて重要である。すなわち、このリングレー
ザ装置は、複雑な製造およびアラインメント作業が必要
であるという欠点を有する。換言すれば、ナイチンゲー
ルのリングレーザ装置は、単一縦モードレーザ動作を達
成できるが、それには、製造するのが大変難しく且つ費
用がかかる、大変に複雑なレーザキャビティが必要であ
る。
【０００６】他の発明者も、周波数２倍型単一縦モード
レーザ装置を構成しようとしていた。１９９２年１１月
１７日に発行された、ルーカス等(Luckas et al)の米国
特許第５、１６４、９４７号「周波数２倍型単一周波数
レーザ」の明細書の文献には、単一縦モードであり、周
波数が２倍にされたレーザ光を発生させるレーザ装置が
開示されている。このレーザでは、レーザ材料内での空
間的ホールバーニングを実質的になくし、且つ、複屈折
フィルタ（リオットフィルタ:Lyot filter) の原理を第
２次高調波発生原理と組み合わせることにより達成され
る。しかしながら、この発明の構造は、波長板と、複屈
折フィルタのポラライザ(polarizer) とをレーザ装置の
共振キャビティ内に配置しなければならないという欠点
を有する。このため、ルーカスのレーザ装置は、単一縦
モードを達成できるが、レーザキャビティ内に特別な構
成要素、すなわち、波長板とポラライザとを配置する必
要がある。これらの余分な構成要素は、内部的な光学的
損失およびレーザキャビティの複雑化の原因となる。
【０００７】さらに、１９９５年１月１０日に発行され
た、ウイードカインド等(Wedekindet al)の米国特許第
５、３８１、４２７号「単一モードレーザ装置」の明細
書の文献には、複屈折結晶を備えたポラライザをレーザ
共振キャビティ内に配置した、単一モードで作動できる
ダイオード励起レーザが開示されている。このレーザ装
置においても、レーザ共振キャビティ内に配置されたポ
ラライザおよび波長板などの光学部品が、内部での光学
的損失を引き起こし、これによって、レーザ出力の効率
が低下する。
【０００８】このため、キャビティ内の部品点数が少な
く、単一縦モードで作動可能な周波数変換型レーザ装置
が望まれている。このようなレーザ装置は、優れた出力
安定性、高効率、そして、簡単な構造という長所を有し
ている。
【０００９】この発明の目的は、単一縦モードおよび単
一横モードの波長が変換されたレーザ光を発生させるレ
ーザ装置を提供することである。
【００１０】この発明のもう一つの目的は、レーザ共振
キャビティ内の光学部品点数が少ない、周波数変換型レ
ーザ装置を提供することである。
【００１１】この発明の別の目的は、Ｎｄドープレーザ
結晶および周波数を２倍にする結晶を使用し、安定した
可視領域の第２次高調波を発生させるダイオード励起固
体レーザ装置を提供することである。
【００１２】この発明のまた別の目的は、平方自乗ノイ
ズが１％未満の安定したレーザ放射を発生させる、結合
型キャビティを備えた周波数変換型単一縦モードダイオ
ード励起固体レーザ装置を提供することである。
【００１３】この発明のさらに別の目的は、第１のレー
ザ共振キャビティと第２のレーザ共振キャビティとによ
って共有される共用の部分的反射ミラーを有する結合型
キャビティを備えた、周波数変換型ダイオード励起単一
縦モード固体レーザ装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明の単一縦モード
レーザ装置は、光励起を発生させる励起光源と、第１の
共振キャビティと、この第１の共振キャビティと共用の
部分的反射ミラーを共有している第２の共振キャビティ
とを含む結合型共振キャビティと、さらに、第１の共振
キャビティ内に配置され、励起光源からの励起光を受け
て単一横モードの第１の波長の第１のレーザを発生させ
るように位置決めされた固体レーザ媒質と、第２の共振
キャビティ内に配置され、第１の波長の第１のレーザ
を、第２の波長の第２のレーザに変換する光波長変換装
置と、第１の共振キャビティの温度と、第２の共振キャ
ビティの温度と制御する温度制御装置とを備え、第１の
共振キャビティと第２の共振キャビティとが、第１のレ
ーザを振動させるためのものであり、第１のレーザの横
モードが、単一の基本横モード（ＴＥＭ00）であること
を特徴とする。共用の部分的反射ミラーは、第１の共振
キャビティおよび第２の共振キャビティとによって共用
されている。
【００１５】この発明の他の態様は、レーザ装置の結合
型共振キャビティ内の第１の共振キャビティおよび第２
の共振キャビティの光路長の、それぞれの選択である。
第１の共振キャビティおよび第２の共振キャビティの光
路長を、結合型共振キャビティのただ一つの縦モードの
みが、利得バンド幅内にあり、且つ、レーザしきい値よ
り大きくなるように、そして、この単一縦モードが結合
型共振キャビティ内で振動（発振）できるように、選択
する。光路長は、屈折率と幾何学的長さとの積である。
第１の共振キャビティと第２の共振キャビティの長さ
を、結合型共振キャビティの縦モードの間隔が、レーザ
発振波長での固体レーザ媒質の利得幅の１／２より大き
くなるように選択されるのが好ましい。
【００１６】この発明の別の態様は、上述したレーザ装
置において、第１の波長で、３％ないし９８％の反射率
を有する共用の部分的反射ミラーを特に選択することで
ある。共用の部分的反射ミラーは、第１の波長で、１５
％ないし８０％の反射率を有しているのが好ましい。共
用の部分的反射ミラーは、第１の波長で、２５％ないし
７０％の反射率を有しているのが、より好ましい。ま
た、この共用の部分的反射ミラーは、光波長変換装置の
内方側面に形成されているのか、あるいは、固体レーザ
媒質の内方側面に形成されているのが好ましい。固体レ
ーザ媒質の内方側面は、光波長変換装置の内方側面の近
傍にある。共用の部分的反射ミラーは、吸収層を含んで
いても良い。
【００１７】この発明の周波数変換型結合型共振キャビ
ティによれば、第１の光路長を有し、第１の波長で第１
のレーザを発生させる固体レーザ媒質を含む第１の共振
キャビティと、第２の光路長を有し、第１の波長の第１
のレーザを第２の波長の第２のレーザに変換する光波長
変換装置を含む第２の共振キャビティとを備え、第１の
共振キャビティが、第２の共振キャビティと、共用の部
分的反射ミラーを共有した構造となっている。温度制御
装置が、各キャビティの光路長を選択するのを助けるた
めに使用される。更に、共用の部分的反射ミラーが、第
１の波長のレーザを部分的に反射し、かつ、第１の波長
のレーザを部分的に透過させ、第１の光路長の第２の光
路長に対する比率が、０．５と１．０からなる群から選
択された値とほぼ等しく、更に、第２の光路長に対する
第１の光路長の比率が、０．５と１．０からなる群から
選択された値とほぼ等しくした構造となっている。例え
ば比率１．５については、厳密に１．５である必要はな
く約１．５で良い。すなわち、比率１．４または１．６
でも良好に作動する。更に、このレーザ装置は、光路長
を変えることにより、多モードで使用することもでき
る。このようにして、単一モードレーザ装置を単一モー
ド及び多モードのいずれに対しても使用できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態を説明する。この発明は多くの態様の実施形
態が考えられるが、図１、図３、図４および図５に、４
つの実施形態を示す。この明細書で開示するこの発明の
実施形態は、この発明の一例を示したものである。した
がって、この発明は、図面および以下の説明で例示され
た特定の実施形態に限定されるものではない。また、各
図は、この発明が理解できる程度に、構成成分の大き
さ、形状、および配置関係を概略的に示してあるに過ぎ
ない。
【００１９】図１は、この発明の第１の実施形態であ
る、周波数変換型単一縦モード固体レーザ装置３を示
す。この第１の実施形態のレーザ装置は、光励起放射１
２（すなわち励起光）を発生させる励起光源１０と、結
合光学系１４と、入射側ミラー１６と、共用の部分的反
射ミラー１８と、出射側ミラー２０と、固体レーザ媒質
２２と、光波長変換装置２４と、制御回路３０および温
度能動素子３２、３４、３６とを含む温度制御装置と、
温度センサ（図示せず）とを備えている。この温度セン
サは、温度を測定する対象物に隣接して配置される。
【００２０】結合型共振キャビティ４０は、第１の共振
キャビティ４２と、第２の共振キャビティ４４とを有し
ている。入射側ミラー１６と共用の部分的反射ミラー１
８とが第１の共振キャビティ４２を形成し、出射側ミラ
ー２０と共用の部分的反射ミラー１８とが第２の共振キ
ャビティ４４を形成している。共用の部分的反射ミラー
１８を、第１の共振キャビティと第２の共振キャビティ
によって共用している。固体レーザ媒質２２は、第１の
共振キャビティ４２内に配置され、励起光１２を受ける
ように位置決めされ、単一横モード（ＴＥＭ00）の第１
の波長の第１のレーザ放射（レーザ光）を発生させる。
光波長変換装置２４は、第２の共振キャビティ４４内に
配置され、第１の波長の第１のレーザ光を第２の波長の
第２のレーザ放射（レーザ光）に変換する。第２のレー
ザ光の一部分が、出力放射（すなわち出力光）２６とし
て、出射側ミラー２０を通過する。第１の共振キャビテ
ィと第２の共振キャビティは、第１の波長の第１のレー
ザ光を発振させるためのものである。
【００２１】励起光源１０は、どのような、放射光源で
あってもよい。励起光源１０を、好ましくは、レーザダ
イオード、レーザダイオードアレイ、発光ダイオード、
レーザダイオード群あるいはダイオードアレイ群とする
のが良い。このようなダイオードレーザは、熱伝導性の
冷却用放熱器に取りつけられており、この冷却用放熱器
の温度を制御することによって、励起光源の理想的な作
動を確保するのが良い。
【００２２】結合光学系１４は、励起光源１０からの励
起光１２を、固体レーザ媒質２２の励起領域内に収束さ
せる機能を有する。レーザ媒質内のこの励起領域は、結
合型共振キャビティの基本横モードの領域にほぼ適応し
て、第１のレーザ光が、実質的に、単一の基本横モード
であるようにする。結合光学系１４は、光を透過するレ
ンズおよびミラーを含む。結合光学系１４の例として
は、レンズ、屈折率分布型レンズ、光ファイバー装置、
非球面レンズ、収束ミラー（フォーカシングミラー:foc
using mirror) 、あるいは、レンズ、屈折率分布型レン
ズ、プリズム、光ファイバー装置およびミラーから選択
された光学素子の組み合わせが挙げられる。
【００２３】固体レーザ媒質２２は、励起光１２に応答
して、第１の波長の第１のレーザ光を発する。適当なレ
ーザ媒質は、Ｎｄ，Ｅｒ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｈｏ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｃｅおよび他の希土類元素のようなレーザ能動元素
を少なくとも含む固体を含んでいる。固体レーザ媒質２
２は、Ｎｄをドープしたガーネット、Ｎｄをドープした
ガラス、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＡＰ，Ｎｄ：ＹＶＯ
4 ，Ｎｄ：ＧｄＶＯ4 ，Ｎｄ：Ｓｒ5(ＰＯ4)3 Ｆ，Ｎ
ｄ：ＬａＳｃ3(ＢＯ3)4 ，ＮＡＢ，ＮｄＰ5 ０14，Ｎｄ
ＬｉＰＯ，ＮｄＫＰＯ，Ｎｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：Ｓｒ5(Ｖ
Ｏ4)3 Ｆ，Ｎｄ：ＹＡＢおよびＮｄ：Ｘa Ｚb （ＢＯ3)
(a+b) （ここで、Ｘは、Ａｌ、Ｙ、Ｓｃおよび希土類元
素から選択された一つの元素であり、Ｚは、Ａｌ、Ｙ、
Ｓｃおよび希土類から選択された一つの元素である。）
からなる群から選択された材料からなるのが好ましい。
添え字「ａ」は、および、「ｂ」は、ある整数と端数と
の和、すなわち、小数点以下を含む値を表す。固体レー
ザ媒質は、一種の固体あるいは複数の固体の組み合わせ
たもののいずれであってもよい。固体レーザ媒質２２お
よび光波長変換装置２４の断面形状は、適当な形状でよ
く、また、固体レーザ媒質２２の形状は、光波長変換装
置２４の形状と異なっていてもよい。
【００２４】光波長変換装置２４は、固体レーザ媒質２
２が発生させた第１の波長の第１のレーザ光を、第１の
波長とは異なった第２の波長の第２のレーザ光に変換す
るためのものである。ある波長の光学的放射を、非線形
な光相互作用によって、他の波長の光学的放射に変換す
ることを、非線形の光変換技術を使用し、非線形光学材
料によって、達成できることが知られている。周波数を
二倍にしてもよいが、他の波長変換であってもよい。そ
のような変換例としては、高調波発生(harmonic genera
tion) 、光混合、光パラメトリック発振(parametric os
cillation)、周波数増加変換(frequency up-conversio
n) 、周波数減少変換(frequency down-conversion) が
ある。適当な光周波数変換装置は、非線形光学材料を含
む。この非線形光学材料としては、ＫＴＰ，ＹＡＢ，Ｂ
ＢＯ，ＫＮｂＯ3 ，ＬｉＮｂ０3 ，ＬＢＯ，ＣＬＢＯ，
ＬＩＯ，ＫＤＰ，ＡＤＡ，ＡＤＰ，ＣＤＡおよびＭＴｉ
Ｏ（ＸＯ4)（ここで、「Ｍ」は、Ｋ、Ｒｂ、Ｔｌ、Ｓｃ
およびＮＨ4 の少なくとも一つであり、「Ｘ」は、Ｐ、
Ａｓの少なくとも一つである。）があるが、非線形光学
材料はこれに限定されるものではない。光周波数変換装
置としては、単一の非線形光学材料、あるいは、複数の
非線形光学材料の組み合わせがある。
【００２５】入射側ミラー１６は、励起光１２を透過さ
せ、且つ、レーザ媒質２２が発生させた第１の波長のレ
ーザ光のほぼ全てを反射するものであり、第１の波長で
９９％ないし１００％の反射率を有するのが好ましく、
励起光の波長で高い透過性（好ましくは透過率Ｔ＞６０
％）を有しているのが好ましい。一例として、入射側ミ
ラー１６を、固体レーザ媒質２２の入力側面（入射面）
に形成するのが好ましい。入射側ミラー１６は、更に、
光波長変換装置２４によって変換された第２の波長の第
２のレーザ光を、ほぼ全て反射するのがより好ましい。
【００２６】出射側ミラー２０は、第１の波長の第１の
放射をほぼ全てを反射し、且つ、光波長変換装置２４に
よって変換された第２の波長の第２のレーザ光を、部分
的に透過させることができるものである。出射側ミラー
２０は、第１の波長での反射率が９９％ないし１００％
であるのが好ましい。出射側ミラー２０を、光波長変換
装置２４の出力側面（出射面）５６に形成してもよい。
【００２７】共用の部分的反射ミラー１８は、第１の共
振キャビティ４２と第２の共振キャビティ４４とによっ
て共用されており、固体レーザ媒質２２が発生させた第
１の波長の第１のレーザ光を部分的に反射し、かつ、こ
の第１の波長のレーザ光を部分的に透過させることがで
きるものである。共用の部分的反射ミラー１８は、第１
の波長で、３％ないし９８％の反射率を有している。共
用の部分的反射ミラー１８は、第１の波長で、１５％な
いし８０％の反射率を有しているのが好ましい。また、
共用の部分的反射ミラー１８は、第１の波長で、２０％
ないし９８％の反射率を有しているのが好ましい。共用
の部分的反射ミラー１８は、第１の波長で、３０％ない
し７０％の反射率を有しているのが、より好ましい。共
用の部分的反射ミラー１８は、励起光１２を反射するこ
とができるのが好ましい。共用の部分的反射ミラー１８
を、固体レーザ媒質２２の内方側面（出射面）５２上に
形成してもよい。或はまた、変形例として、固体レーザ
媒質２２の内方側面５２が、光波長変換装置２４の内方
側面（入射面）５４に隣接している場合には、共用の部
分的反射ミラー１８を、光波長変換装置２４の内方側面
５４に、形成しても良い。共用の部分的反射ミラー１８
は、誘電層と、金属層と、吸収層とを備えている光学薄
膜のコーティングを含んでいるのがよい。吸収層は、利
得バンド幅を減少させ、かつ、結合型共振キャビティ内
で発振する縦モードを減少させるのに有効である。第２
の共振キャビティ４４内の光波長変換装置２４は、第２
のレーザ光を、二方向、すなわち、レーザの出射方向と
同じ方向およびこれと反対方向に発射する。したがっ
て、共用の部分的反射ミラー１８は、第２の波長の第２
のレーザ光を反射するのが好ましい。そして、これは、
レーザ光の出射方向とは反対の方向への、第２のレーザ
光を減少させるとともに、レーザ光を増大させる。
【００２８】図２（Ａ）は、波長に対するレーザ媒質の
利得曲線の例示的な関係を示すグラフである。図２
（Ｂ）、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）は、それぞれ、第
１の共振キャビティ４２の縦モードの波長位置、第２の
共振キャビティ４４の縦モードの波長位置および、結合
型共振キャビティ４０の縦モードの波長位置とを、それ
ぞれ、示す図である。
【００２９】利得バンド幅に入る縦モードの波長位置の
変化が良くわかるように、図２（Ａ）ないし図２（Ｄ）
を、縦方向に整列して示している。例えば、図２（Ｂ）
は、第１の共振キャビティに対する縦モードの波長位置
７６、７７が、どのようにレーザの利得バンド幅６１内
に含まれるかを示している。図２（Ｃ）は、第２の共振
キャビティに対する縦モードの波長位置８５、８６、８
７が、どのようにレーザの利得バンド幅６１内に含まれ
るかを示している。このように、複数の縦モードが、こ
れらのキャビティに対して、別々に、存在している。図
２（Ｄ）は、この発明の実施形態では、結合型共振キャ
ビティの縦モードのただ一つの波長位置９６が、利得バ
ンド幅６１にどのように入っているかを示している。こ
のように、この発明の実施形態の結合型共振キャビティ
を使用することにより、上述した理由から望まれている
単一縦モードの動作が得られる。以下、どのように結合
型共振キャビティが、使用されているかを説明する。
【００３０】図２からも理解できるように、レーザ媒質
の利得バンド幅６１は、利得が損失に等しいかあるいは
これより大きくなる６２と６４の間の領域である。利得
バンド幅内では、利得が、レーザしきい値より大きく、
レーザは発振する。利得バンド幅外では、利得は、しき
い値未満であり、レーザは、発振しない。利得バンド幅
はレーザキャビティ内の往復損失に関係し、反転密度は
励起光（ポンピング）とレーザ遷移波長での、レーザ媒
質の蛍光線幅および蛍光寿命と関係する。第１の共振キ
ャビティ４２の縦モードの間隔は、Δλ1 ＝λ2 ／２n1
d1であり、、 ここで、λ1 はレーザ媒質が放射する第１
の波長であり、n1d1は第１の共振キャビティの光路長で
あり、n1は第１の共振キャビティの屈折率であり、d1は
第１の共振キャビティの幾何学的長さである。第２の共
振キャビティ４４の縦モードの間隔は、Δλ2 ＝λ2 ／
２n2d2であり、 ここで、λ2 は第１の波長であり、n2d2
は第２の共振キャビティの光路長であり、n2は第２の共
振キャビティの屈折率であり、d2は第２の共振キャビテ
ィの幾何学的長さである。もし、キャビティが、いくつ
かの光媒質から構成されているならば、そのキャビティ
の光路長は、各光学媒質の光路長の合計である。
【００３１】結合型共振キャビティ４０の縦モードの間
隔Δλ0 は、Δλ1 およびΔλ 2の最小公倍数である。
例えば、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に示
されるように、第１の共振キャビティ４２の光路長に対
する第２の共振キャビティ４４の光路長の比率は、１．
５であり、すなわち、結合型共振キャビティ４０の縦モ
ードΔλ0 は、２Δλ1 に等しく、かつ、３Δλ2 に等
しい。第１の共振キャビティ４０および第２の共振キャ
ビティの温度を適当に制御することにより、第１の共振
キャビティ、第２の共振キャビティおよび結合型共振キ
ャビティの波長位置を調整し且つ制御することができ
る。
【００３２】第１の共振キャビティ４２の光路長および
第２の共振キャビティ４４の光路長は、結合型共振キャ
ビティ４０のただ一つの縦モードが、しきい値より大き
な利得バンド幅内にあるように、そして、この縦モード
が、結合型共振キャビティ内で発振するように選択され
る。第１の共振キャビティ４２の光路長および第２の共
振キャビティ４４の光路長は、結合型共振キャビティ４
０の縦モードの間隔が、レーザ媒質の利得バンド幅の２
分の１より大きくなるように、選択されるのが好まし
い。第１の共振キャビティ４２の光路長に対する第２の
共振キャビティ４４の光路長の比率は、０．２８、０．
４、０．５、０．６８、０．７５、１．５、２、２．
５、３．５、４．５、５．５、６．５、７．５および
８．５から成る群から選択された値とほぼ等しいことが
好ましい。第２の共振キャビティ４４の光路長に対する
第１の共振キャビティ４２の光路長の比率は、０．５、
１．５、２．５、３．５、４．５、５．５、６．５、
７．５および８．５から成る群から選択された値とほぼ
等しいことが好ましい。第１の共振キャビティ４２の光
路長の第２の共振キャビティ４４の光路長に対する比率
は、０．５、１．５および２．５から成る群から選択さ
れた値とほぼ等しいことが、最も好ましい。
【００３３】第１の共振キャビティ４２およびその構成
要素の温度、ならびに、第２の共振キャビティ４４およ
びその構成要素の温度を調整し且つ制御するために温度
制御装置が設けられている。温度制御装置で、第１の共
振キャビティの光路長および第２の共振キャビティの光
路長を調整することにより、結合型共振キャビティの単
一縦モードをレーザしきい値より大きく維持し、単一縦
モード発振を利得幅内に維持する。温度制御装置が、光
波長変換装置２４を所定温度に維持して位相整合できる
ようにし、第１のキャビティの光路長および第２のキャ
ビティの光路長をほぼ一定に維持して、レーザの出力の
安定性を改善する。温度調整装置は、さらに、励起光源
１０の温度を制御するのが好ましい。温度能動素子３
２、３４、３６としては、ヒータ、熱電素子、ペルチエ
素子などの適当な素子を使用するのがよい。温度センサ
としては、サーミスタ、熱電対、半導体熱センサなどの
適当な手段を使用するのがよい。制御回路３０は、デジ
タル回路あるいはアナログ回路を使用して構成すること
ができる。温度制御装置の構成は、公知であり、当業者
には自明である。
【００３４】この発明の他の実施形態を図３、図４およ
び図５を参照して説明する。第１の実施形態と対応する
要素は、図１と同じ参照番号を付して説明を省略し、以
下、第１の実施形態と異なっている点についてのみ説明
する。
【００３５】図３に示されているこの発明の第２の実施
形態においては、レーザ装置４は、両端が励起されるレ
ーザ媒質２２を備えている。図面から理解できるよう
に、２つの別々の励起光源１０、１１を、結合型共振キ
ャビティの各端側に設けて、レーザの出力を増大させて
いる。ダイクロイックミラー４８を、結合型キャビティ
４０の外側の出射側ミラー２０の近傍に配置してある。
このダイクロイックミラー４８は、励起光１２を透過
し、且つ、出射側ミラー２０を透過してきた第２の波長
のレーザ光のほぼ全てを放射２６として反射する。制御
回路３０と、ペルチエ素子３２、３３、３４とを含む温
度制御装置が、結合型共振キャビティ４０と励起光源１
０、１１との温度を制御するために設けられている。入
射側ミラー１６および共用の部分的反射ミラー１８は、
レーザ媒質２２に直接、コーティングを施すことにより
設けられ、出射側ミラー２０は、光波長変換装置２４の
出射側面（出射面）に直接、コーティングを施すことに
より設けられている。
【００３６】図４に示されるこの発明の第３の実施形態
では、レーザ装置５が、レーザ媒質２２に隣接して配置
されたダイオード励起光源１０を備えている。このダイ
オード励起光源１０と、レーザ媒質２２とを、十分に近
接して配置させることにより、ダイオード励起光源１０
から放射されている分散ビームが、レーザ媒体の小さな
領域を励起して、単一の横モードすなわちＴＥＭ00モー
ドでの動作を可能にするように構成してある。入射側ミ
ラー１６は、レーザ媒質２２の表面に直接コーティング
を施すことにより設けられている。出射側ミラー２０お
よび共用の部分的反射ミラー１８は、光波長変換装置で
ある第２次高調波発生装置２４の表面に直接コーティン
グを施すことにより設けられている。
【００３７】図４に示されるこの発明の第３の実施形態
では、励起光源１０として、波長が約８１０ｎｍで、出
力が５００ｍＷの励起光１２を放射する、ＡｌＧａＡｓ
レーザダイオードを使用する。この場合、固体レーザ媒
質２２として、波長約１０６４ｎｍのレーザ光を発生さ
せるＮｄ：ＹＶＯ4 結晶を使用する。第２次高調波発生
装置２４として、固体レーザ媒質２２に隣接して配置さ
れたＫＴＰ結晶を使用し、レーザ光（１０６４ｎｍ）の
第２次高調波（５３２ｎｍ）を発生させる。結合型共振
キャビティ４０は、第１の共振キャビティ４２と第２の
共振キャビティ４４とを備えている。第１の共振キャビ
ティ４２は、入射側ミラー１６と、共用の部分的反射ミ
ラー１８とによって構成され、この共用の部分的反射ミ
ラー１８は、第２の共振キャビティ４４と共用されてい
る。第１の共振キャビティ４２の光路長に対する第２の
共振キャビティ４４の光路長の比率は、０．５、１．
５、２．５および３．５から成る群から選択された値と
ほぼ等しい値である。第１の共振キャビティ４２の光路
長は１．５ｍｍになるように選択され、第２の共振キャ
ビティ４４の光路長は、２．２５ｍｍとなるように選択
され、好ましい比率である１．５が得られる。入射側ミ
ラー１６は、波長１０６４ｎｍで高い反射率Ｒ（Ｒ＞９
９．９％）を有し、波長８１０ｎｍで高い透過率（Ｔ＞
９５％）を有しており、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の入射側面
（入射面）５０に形成されている。出射側ミラー２０
は、波長１０６４ｎｍで高い反射率Ｒ（Ｒ＞９９．９
％）を有し、波長５３２ｎｍで高い透過率（Ｔ＞９５
％）を有しており、ＫＴＰ結晶の側面（出射面）５６に
設けられている。共用の部分的反射ミラー１８は、波長
１０６４ｎｍで、約３０％の反射率を、そして、波長５
３２ｎｍで高い反射率を有しており、ＫＴＰ結晶の内方
側面５４に形成されている。変形例として、ミラー１８
を、Ｎｄ：ＹＶＯ4 結晶の内方側面５２に形成してもよ
い。
【００３８】ダイオードレーザの温度と、結合型共振キ
ャビティおよびその構成要素の温度とを制御するため
に、ペルチエ素子３２、３４である熱電冷却装置と、サ
ーミスタとが用いられている。結合型共振キャビティの
温度は、０℃ないし６０℃の範囲であるのが良く、この
実施形態では、結合型共振キャビティの温度は約０．２
℃の範囲内で一定である。
【００３９】この結果、レーザ装置は、出力が２０ｍＷ
より大きく、波長が５３２ｎｍで、単一縦モードおよび
単一横モードの緑色の可視光を発生させる。このレーザ
は、平方自乗平均ノイズが１％未満であり安定してい
る。結合型共振キャビティ内の全てのミラーは、固体レ
ーザ媒質および第２次高調波発生装置の表面に直接、コ
ーティングを施すことによって設けられているので、キ
ャビティ内での光損失が減少する。この方法では、第２
次高調波放射が、改善され、レーザ装置の製造工程が簡
略になる。
【００４０】図５は、この発明のもう一つの実施形態で
ある、周波数２倍型単一縦モード青色レーザ装置６を示
している。この実施形態では、ダイオード励起光源１０
は、波長が約８０８ｎｍの励起光を発する。結合光学系
１４が、励起光を、レーザ媒質であるＮｄ：ＹＡＧ結晶
２２の十分狭い励起領域に収束させ、波長９４７ｎｍの
単一横モードすなわちＴＥＭ00モードのレーザ光を発生
させる。入射側ミラー１６は、波長９４７ｎｍで高い反
射率Ｒ（Ｒ＞９９．９％）を有し、波長８０８ｎｍ、１
０６４ｎｍおよび１３２０ｎｍに対して透過性を有して
いる。入射側ミラー１６は、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の入射側
面５０に、直接コーティングを施すことにより形成され
ている。共用の部分的反射ミラー１８は、Ｎｄ：ＹＡＧ
結晶の内方側面５２にコーティングされており、このミ
ラー１８は、９４７ｎｍの波長で、部分的な反射率（約
５０％）を有してる。共用の部分的反射ミラー１８は、
さらに、波長８０８ｎｍでの高い反射率と、波長１０６
４ｎｍおよび１３２０ｎｍでの高い透過率とを有してい
るのが好ましい。共用の部分的反射ミラー１８は、さら
に、波長４７３ｎｍでの高い反射率を有しているのが、
更に好ましい。出射側ミラー２０は、波長９４７ｎｍの
レーザ光から４７３ｎｍのレーザ光を発生させるＫＮｂ
Ｏ3 結晶である第２次高調波生成装置２４の出力側面
（出射面）５６にコーティングされている。出射側ミラ
ー２０は、波長９４７ｎｍで高い反射率を有し、且つ、
波長４７３ｎｍ、１０６４ｎｍおよび１３２０ｎｍに対
して透過性を有している。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶およびＫＮ
ｂＯ3 結晶の厚さは、それぞれ、約０．８ｍｍおよび１
ｍｍである。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の屈折率は、１．８３で
あり、ＫＮｂＯ3 結晶の屈折率は２．２３である。第１
のキャビティの光路長は、１．８３×０．８＝１．４６
４ｍｍであり、第２のキャビティの光路長は、２．２３
ｍｍであり、これによって、第１の共振キャビティ４２
の光路長に対する第２の共振キャビティ４４の光路長の
好ましい比率である約１．５が与えられる。結合型共振
キャビティの温度を制御するため、および、ダイオード
励起光源の温度を制御するために、ペルチエ素子および
サーミスタが用いられている。この結果、レーザ装置
は、単一縦モードおよび単一横モードの、出力が３ｍＷ
より大きく、波長が４７３ｎｍの青色のレーザ光を放射
する。
【００４１】上記説明は多くの限定を含んでいるが、こ
れら限定は、好ましい実施形態の例示であり、この発明
を何ら限定するものではない。特許請求の範囲に記載さ
れた発明の範囲内で、種々の変更、代替、変形などを行
うことができる。例えば、他の適当な励起光源あるいは
結合光学系を用いることができる。また、緑色および青
色のレーザ光用の実施形態を例示したが、他の波長のレ
ーザ光を発生させるために、この発明を用いてもよい。
波長変換装置が、２倍波長に加えて、他の波長を発生さ
せてもよい。温度制御装置およびその構成要素は、特定
のキャビティを所望の温度にするものであれば、どのよ
うな形態をとってもよい。キャビティは隣接されていて
もあるいは分離されていてもよく、また、このレーザ装
置は単一モードおよび多モードのいずれにも使用でき
る。したがって、この発明は、特許請求の範囲に記載さ
れた発明およびその均等物によって示される全ての変形
例を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施形態の周波数変換型単
一縦モード固体レーザ装置の概略図である。
【図２】 （Ａ）は、波長、レーザしきい値およびこれ
に対応する利得バンド幅と、レーザ媒質の利得曲線との
例示的な関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、この発明
の一つの実施形態の第１の共振キャビティの縦モードの
波長位置を例示し、（Ｃ）は、この発明の一つの実施形
態の第２の共振キャビティの縦モードの波長位置を例示
し、（Ｄ）は、この発明の一つの実施形態の結合型共振
キャビティの縦モードの波長位置を例示している。
【図３】 ２つの励起光源を有し、出力の光路が曲げら
れている、この発明の第２の実施形態の周波数変換型固
体レーザ装置の概略図である。
【図４】 この発明の第３の実施形態の周波数２倍型固
体レーザ装置の概略図である。
【図５】 この発明の第４の実施形態の周波数２倍型固
体レーザ装置の概略図である。
【符号の説明】
３：周波数変換型単一縦モード固体レーザ装置 １０：励起光源 １２：光励起放射（すなわち励起光） １４：結合光学系 １６：入射側ミラー １８：共用の部分的反射ミラー ２０：出射側ミラー ２２：固体レーザ媒質 ２４：光波長変換装置 ４０：結合型共振キャビティ ４２：第１の共振キャビティ ４４：第２の共振キャビティ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハルト・ブラッフ アメリカ合衆国、ネバダ州 89503、レノ、 パットナム・ドライブ 709

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 励起光を発生させる励起光源と、 第１の共振キャビティと、この第１の共振キャビティと
    共用の部分的反射ミラーを共有している第２の共振キャ
    ビティと、を含む結合型共振キャビティと、 第１の共振キャビティ内に配置され、前記励起光源によ
    って光学的に励起され、第１の波長の第１のレーザ光を
    発生させる固体レーザ媒質と、 第２の共振キャビティ内に配置され、第１の波長の第１
    のレーザ光を第２の波長の第２のレーザ光に変換する光
    波長変換装置と、 第１の共振キャビティの温度と、第２の共振キャビティ
    の温度と制御する温度制御装置とを備え、 第１の共振キャビティと第２の共振キャビティとが、第
    １のレーザ光を振動させるためのものであることを特徴
    とする周波数変換型固体レーザ装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の共振キャビティおよび第２の
    共振キャビティの光路長が、結合型共振キャビティのた
    だ一つの縦モードのみが前記レーザ媒質の利得バンド幅
    内にあるように、選択されていることを特徴とする請求
    項１に記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の共振キャビティの光路長に対
    する前記第２の共振キャビティの光路長の比率が、０．
    ２８、０．４、０．５、０．６７、１．５、２、２．
    ５、３．５、４．５、５．５、６．５、７．５、および
    ８．５からなる群から選択された値とほぼ等しいことを
    特徴とする請求項１に記載の周波数変換型固体レーザ装
    置。
  4. 【請求項４】 前記第１の共振キャビティおよび前記第
    ２の共振キャビティの光路長が、結合型共振キャビティ
    の縦モードの間隔が、固体レーザ媒質の利得幅の１／２
    より大きくなるように選択されることを特徴とする請求
    項１に記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  5. 【請求項５】 前記第１の共振キャビティの光路長に対
    する前記第２の共振キャビティの光路長の比率が、０．
    ５、１．５および２．５からなる群から選択された値と
    ほぼ等しいことを特徴とする請求項４に記載の周波数変
    換型固体レーザ装置。
  6. 【請求項６】 前記励起光源が、レーザダイオード、レ
    ーザダイオードアレイおよび発光ダイオードからなる群
    から選択されたものであることを特徴とする請求項１に
    記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  7. 【請求項７】 前記固体レーザ媒質が、Ｎｄ：ＹＡＧ，
    Ｎｄをドープしたガーネット、Ｎｄをドープしたガラ
    ス、Ｎｄ：ＹＡＰ，Ｎｄ：ＹＶＯ4 ，Ｎｄ：ＧｄＶＯ
    4 ，Ｎｄ：Ｓｒ5(ＰＯ4)3 Ｆ，Ｎｄ：ＬａＳｃ3(ＢＯ3)
    4 ，ＮＡＢ，ＮｄＰ5 ０14，ＮｄＬｉＰＯ，ＮｄＫＰ
    Ｏ，Ｎｄ：ＹＬＦ，Ｎｄ：Ｓｒ5(ＶＯ4)3 Ｆ，Ｎｄ：Ｙ
    ＡＢ、Ｎｄ：Ｘa Ｚb （ＢＯ3)(a+b) （ここで、Ｘは、
    Ａｌ、Ｙ、Ｓｃおよび希土類元素から選択された一つの
    元素であり、Ｚは、Ａｌ、Ｙ、Ｓｃおよび希土類から選
    択された一つの元素である。）およびＮｄ，Ｈｏ，Ｅ
    ｒ，Ｔｍ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ｙｂ，Ｃｅおよび他の希土類元
    素からなる群から選択された少なくとも１つの元素を含
    む固体からなる群から選択されていることを特徴とする
    請求項１に記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  8. 【請求項８】 前記光波長変換装置が、ＫＴＰ，ＫＤ
    Ｐ，ＡＤＡ，ＡＤＰ，ＣＤＡ，ＹＡＢ，ＢＢＯ，ＫＮｂ
    Ｏ3 ，ＬｉＮｂ０3 ，ＬＢＯ，ＣＬＢＯ，ＬＩＯおよび
    ＭＴｉＯ（ＸＯ4)（ここで、「Ｍ」は、Ｋ、Ｒｂ、Ｔ
    ｌ、ＳｃおよびＮＨ4 の少なくとも一つであり、「Ｘ」
    は、Ｐ、Ａｓの少なくとも一つである。）からなる群か
    ら選択されていることを特徴とする請求項１に記載の周
    波数変換型固体レーザ装置。
  9. 【請求項９】 前記温度制御装置が、制御回路と、ヒー
    タおよび熱電冷却器から選択された能動素子とを備えて
    いることを特徴とする請求項１に記載の周波数変換型固
    体レーザ装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１の共振キャビティが、前記第
    １の波長のレーザ光をほぼ全て反射し且つ励起光を透過
    させる入射側ミラーを備え、前記第１の共振キャビティ
    は、前記第２の共振キャビティと共用の部分的反射ミラ
    ーを共有し、 前記第２の共振キャビティが、前記第１の波長のレーザ
    光のほぼ全てを反射し且つ前記第２の波長の少なくとも
    幾らかを透過させる出射側ミラーを備え、前記第２の共
    振キャビティは、前記第１の共振キャビティと共用の部
    分的反射ミラーを共有し、 前記共用の部分的反射ミラーは、第１の波長のレーザ光
    を部分的に反射し、且つ、第１の波長の共振レーザ光を
    部分的に透過することを特徴とする請求項１に記載の周
    波数変換型固体レーザ装置。
  11. 【請求項１１】 前記出射側ミラーは、前記光波長変換
    装置の出射側面に形成されていることを特徴とする請求
    項１０に記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  12. 【請求項１２】 前記第１の共振キャビティが、第１の
    波長で９９％ないし１００％の反射率を有する入射側ミ
    ラーを備え、該第１の共振キャビティが、前記第２の共
    振キャビティと、共用の部分的反射ミラーを共有し、 前記第２の共振キャビティが、第１の波長で９９％ない
    し１００％の反射率を有する出射側ミラーを備え、該第
    ２の共振キャビティが、前記第１の共振キャビティと、
    共用の部分的反射ミラーを共有していることを特徴とす
    る請求項１に記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  13. 【請求項１３】 前記共用の部分的反射ミラーが、前記
    第１の波長で、２０％ないし９８％の反射率を有してい
    ることを特徴とする、請求項１２に記載の周波数変換型
    固体レーザ装置。
  14. 【請求項１４】 前記共用の部分的反射ミラーが、前記
    第１の波長で、１５％ないし８０％の反射率を有し、か
    つ、前記光波長変換装置の内方側面に形成されており、 該光波長変換装置および前記固体レーザ媒質から選択さ
    れた光学素子の内方側面に形成されていることを特徴と
    する請求項１２に記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  15. 【請求項１５】 共用の部分的反射ミラーが、少なくと
    も、吸収層を含んでいることを特徴とする請求項１２に
    記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  16. 【請求項１６】 前記共用の部分的反射ミラーが前記第
    １の波長のレーザ光を部分的に反射し且つ前記第１の波
    長の共振レーザ光を部分的に透過させ且つ前記第２の波
    長の第２のレーザ光を反射することを特徴とする請求項
    １２に記載の周波数変換型固体レーザ装置。
  17. 【請求項１７】 励起光を発生させるダイオード励起光
    源と、 第１の共振キャビティと、第２の共振キャビティを含
    み、前記第１の共振キャビティが入射側ミラーと共用の
    部分的反射ミラーとによって形成され、前記第２の共振
    キャビティが出射側ミラーと、前記第１の共振キャビテ
    ィと共有されている共用の部分的反射ミラーとによって
    形成されている結合型共振キャビティと、 前記第１の共振キャビティ内に配置され、前記励起光に
    よって光学的に励起され、単一横モードの第１の波長の
    第１のレーザ光を発生させる固体レーザ媒質と、 前記第２の共振キャビティ内に配置され、前記第１の波
    長の前記第１のレーザを、前記第１のレーザ光の第２次
    高調波レーザ光に変換する、第２次高調波発生装置と、 前記第１の共振キャビティおよび第２の共振キャビティ
    の温度を制御する温度制御装置と、を備え、 前記第１の共振キャビティおよび第２の共振キャビティ
    が、前記第１の波長の前記第１のレーザ光を振動させる
    ことができ、 前記共用の部分的反射ミラーは、前記第１のレーザ光を
    部分的に反射し且つ前記第１の波長の共振レーザ光を部
    分的に透過させ、さらに、固体レーザ媒質および第２次
    高調波発生装置から選択された光学素子の内方側面に形
    成されていることを特徴とする周波数２倍型固体レーザ
    装置。
  18. 【請求項１８】 前記第１の共振キャビティと前記第２
    の共振キャビティの光路長が、前記結合型共振キャビテ
    ィ内で、単一縦モードのレーザ発振（共振）が起こるよ
    うに選択されていることを特徴とする請求項１７に記載
    の周波数２倍型固体レーザ装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１の共振キャビティの光路長に
    対する前記第２の共振キャビティの光路長の比率が、
    ０．５、１．５、２．５および３．５からなる群から選
    択された値とほぼ等しいことを特徴とする請求項１７に
    記載の周波数２倍型固体レーザ装置。
  20. 【請求項２０】 第１の光路長を有し、第１の波長の第
    １のレーザ光を発生させる固体レーザ媒質を含む第１の
    共振キャビティと、 第２光路長を有し、前記第１の波長の前記第１のレーザ
    光を第２の波長の第２のレーザ光に変換する光波長変換
    装置を含む第２の共振キャビティと、を備え、 前記第１の共振キャビティが、共用の部分的反射ミラー
    を、前記第２の共振キャビティと共有し、前記共用の部
    分的反射ミラーが、前記第１の波長のレーザ光を部分的
    に反射し且つ前記第１の波長の共振レーザ光を部分的に
    透過し、前記第１の光路長に対する前記第２の光路長の
    比率が、０．５、１．５および２．５からなる群から選
    択された値とほぼ等しいことを特徴とする周波数変換型
    結合型共振キャビティ。
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