[发明专利]高次谐波发生器

说明书

技术领域

本发明涉及高次谐波发生器。

背景技术

在所有光信息处理技术中，为了实现高密度光记录，要求能以30mW以上的输出稳定地激发出波长为400-430nm左右的蓝光的蓝光激光器，在进行着其开发竞争。作为蓝光光源，期待以红光为基本波进行激发的激光器与准相位匹配方式的第二高次谐波发生元件所组合的光波导型波长转换元件。

诸如铌酸锂或钽酸锂单晶的非线性光学晶体，二次非线性形光学常数高，通过将上述晶体形成周期性极化反转结构，能够实现准相位匹配(Quasi-Phase-Matched：QPM)方式的第二高次谐发生(Second-Harmonic-Generation：SHG)装置。另外，通过在该周期性极化反转结构内形成波导，能够实现高效SHG装置，可以广泛应用于光通信、医学、光化学、各种光测量领域等。

在IQEC/CLEO-PR 2005，Tokyo，Japan，July 11-15，2005，post-deadline paper PDG-2中，通过聚光透镜系统聚光从DFB激光二极管发出的基本波，照射向PPLN光波导元件，得到高次谐波(绿光)，聚光该高次谐波，并使其激发。PPLN光波导元件是在掺杂MgO的铌酸锂单晶基板内形成光波导，在该光波导内形成周期性的极化反转结构。铌酸锂单晶的光波导元件的入射侧端面及出射侧端面，如图1(a)所示，研磨至使其从相对光波导的垂直面发生大幅倾斜。据此，防止返向激光振荡源的光的入射。

发明内容

诸如IQEC/CLEO-PR 2005，Tokyo，Japan，July 11-15，2005，post-deadline paper PDG-2中所记载的透镜结合方式的高次谐波振荡装置中，由于光波导基板的入射侧及出射侧端面被研磨成倾斜，透镜不能向着光波导基板而接近。因此，必需使用大直径而焦距长的透镜。由于需要将这样的大直径的透镜收纳于高次谐波振荡元件内，不能将振荡装置小型化。并且，透镜直径变大的话，也接受从光波导基板的平顶(スラブ)部分射出的出射光或散射光，而使光束品质劣化。

本发明的课题是，将使用波导型波长转换元件的激光光源小型化的同时防止光从元件返向激光振荡源，而使振荡稳定，同时，提高出射光束的品质。

本发明为高次谐波发生器，其具有固体激光振荡器、波导型高次谐波发生元件、第一透镜系统和第二透镜系统。其中，波导型高次谐波发生元件具有将由该固体激光振荡器所激发的激光的波长进行转换从而发生高次谐波的调制用光波导、激光的入射侧端面、高次谐波的出射侧端面、一侧的侧面及另一侧的侧面；第一透镜系统对由固体激光振荡器所激发的激光向着波导型高次谐波发生元件的入射侧端面进行聚光；第二透镜系统对从波导型高次谐波发生元件的出射侧端面所射出的高次谐波进行聚光。该高次谐波发生器的特征在于，出射侧端面具有在一侧的侧面侧所形成的研磨面和在另一侧的侧面侧所形成的光散射面，该一侧的侧面和研磨面所形成的角θ为钝角，该另一侧的侧面与光散射面之间所成的角α为钝角或直角。

根据本本发明，波导型高次谐波发生元件的出射侧端面，具有从转换用光波导看去在一侧形成的研磨面和从光波导看去在另一侧形成的光散射面，一侧的侧面与研磨面之间形成的角θ为钝角，另一侧的侧面与光散射面之间形成的角α为钝角或直角。其结果，可以将透镜系统靠近元件的光散射面而配置。由此，能够使用焦距短、直径小的透镜，因此能够使光学系统整体变小，从而可以使高次谐波发生器整体小型化。

进一步，通过将研磨面相对侧面形成为钝角，返光难于入射向振荡源，可以使振荡状态稳定。

进一步，通过将透镜系接近出射侧的光散射面而设置，射出自出射面的多余的平顶模式的光束难于结合于透镜，而来自光散射面的出射光束由于扩散，不会聚光于透镜。因此，能够仅对从光波导所射出的所需的高次谐波进行高效的聚光，能够得到细的、噪音小的高次谐波光束。

附图说明

图1(a)为表示现有例的装置的主要部分的模式图，图1(b)为表示本发明例的装置的主要部分的模式图。

图2为表示在现有例的装置中高次谐波及平顶模式光的结合状态的模式图。

图3为表示在本发明例的装置中高次谐波及平顶模式光的结合状态的模式图。

图4为表示本发明例的波导型高次谐波发生元件的出射侧端面的图。

图5为表示本发明例的振荡装置的模式图。

图6为表示现有例的振荡装置的模式图。

图7为表示能用于本发明的波导型高次谐波发生元件1的主要部分剖面图。