发明名称 光波长转换方法、光波长转换系统、程式及媒体、以及雷射振荡系统
摘要 属于将来自振荡固有波长λ之同调光之雷射振荡器的光当作入射光,令其入射非线形光学结晶,使射出光之波长为1/2λ之光波长转换方法,其中前记入射光之波长为1000nm以下,且前记入射光之峰值功率密度,为赋予最大转换效率之峰值功率密度的0.1~10倍。又,前记非线形光学结晶系被保持加热在200~600℃。使用非线形光学结晶,不但达成安定之高转换率,且提供使经得起实用化的全固体紫外线雷射振荡器之制造变为可能的光波长转换方法、以及其所用之程式。又,将所定之基本波,依序入射第1结晶及第2结晶,第1结晶,其相对于基本波之体积受损临界值较第2结晶为大,且第2结晶,其相对于前记基本波的有效非线形定数较第1结晶为大。提供可有效率地获得高功率之第2高次谐波的光波长转换方法、光波长转换系统以及雷射振荡系统。
申请公布号 TWI269924 申请公布日期 2007.01.01
申请号 TW091110537 申请日期 2002.05.20
申请人 三菱综合材料股份有限公司 发明人 关根一郎;白石浩之;加藤浩和;政田元太;渡边纪子
分类号 G02F1/37(2006.01) 主分类号 G02F1/37(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种光波长转换方法,系属于 将来自振荡固有波长之同调光之雷射振荡器的 光当作入射光,令其入射非线形光学结晶,使射出 光之波长为1/2之光波长转换方法,其特征为 前记入射光之波长为1000nm以下,且前记入射光之峰 値功率密度,为赋予最大转换效率之峰値功率密度 的0.1~10倍, 前记非线形光学结晶系单晶四硼酸锂(Li2B4O7)。 2.一种光波长转换方法,系属于 将来自振荡固有波长之同调光之雷射振荡器的 光当作入射光,令其入射所定结晶长之单晶四硼酸 锂(Li2B4O7),使射出光之波长为1/2之光波长转换方 法,其特征为 前记入射光之波长为1000nm以下,且前记入射光之峰 値功率密度,为下记式(1)中赋予最佳峰値功率密度 Pc的0.1~10倍, Pc=Rep (1) (Rep:振荡频率、及:系数) 3.如申请专利范围第1或2项之光波长转换方法,其 中 前记入射光之光束张角在10mrad以下,时间脉冲幅在 100nsec以下,峰値功率密度在1MW/cm2以上。 4.一种光波长转换系统,系属于 具备振荡固有波长之同调光的雷射振荡器,及将 来自该振荡器的所定振荡频率光当作入射光、射 出波长1/2光的所定结晶长度之单晶四硼酸锂(Li2 B4O7)之光波长转换系统,其特征为 前记入射光之波长在1000nm以下,且前记入射光之峰 値功率密度,为下记式(1)中所赋予之最佳峰値功率 密度Pc之0.1~10倍, Pc=Rep (1) (Rep:振荡频率、及:系数) 5.一种记录有程式之电脑可读取之媒体,该程式系 令电脑成为以下手段而发挥机能: 接受当波长之所定振荡频率入射光射入单晶四 硼酸锂(Li2B4O7)以获得波长1/2出射光之际,入射光 峰値功率密度与转换效率所成之组资料的输入手 段,及 将前记组资料复数积蓄之记忆手段,及 使用前记记忆手段所积蓄之复数组资料运算出赋 予最大转换效率之峰値功率密度的运算手段,及 将运算手段所得之赋予最大转换效率的峰値功率 密度输出之输出手段。 6.一种记录有程式之电脑可读取之媒体,该程式系 令电脑成为以下手段而发挥机能: 接受当波长之所定振荡频率入射光射入单晶四 硼酸锂(Li2B4O7)以获得波长1/2出射光之际,振荡频 率Rep与系数、所成之设定値的输入手段,及 使用前记输入手段所输入之设定値、根据下记式 (1)运算出最佳峰値功率密度之运算手段,及 将根据运算手段所得之最佳峰値功率密度输出之 输出手段 Pc=Rep (1) (Rep:振荡频率、及:系数)。 7.一种光波长转换方法,系属于将来自振荡固有波 长之同调光之雷射振荡器的所定振荡频率光当 作入射光,令其射入所定结晶长度之单晶四硼酸锂 (Li2B4O7),使射出光之波长为1/2之光波长转换方法 ,其特征为 将前记单晶四硼酸锂(Li2B4O7)加热保持在200~600℃, 前记入射光波长在1000nm以下。 8.如申请专利范围第7项之光波长转换方法,其中 前记入射光之光束张角在10mrad以下,时间脉冲幅度 理想在100nsec以下,峰値功率密度,以1MW/cm2以上。 9.一种光波长转换系统,其特征为具备振荡固有波 长之同调光的雷射振荡器,及将来自该雷射振荡器 的光作为入射光、而射出波长1/2之光的单晶四 硼酸锂(Li2B4O7),及将该单晶四硼酸锂(Li2B4O7)加热保 持在200~600℃的加热手段, 前记入射光波长在1000nm以下。 10.一种光波长转换方法,系属于 将来自振荡固有波长之同调光之雷射振荡器的 所定振荡频率光当作入射光,令其射入单晶四硼酸 锂(Li2B4O7),使射出光之波长为1/2之光波长转换方 法,其特征为 将前记单晶四硼酸锂加热保持在50~600℃, 前记入射光波长在1000nm以下。 11.如申请专利范围第10项之光波长转换方法,其中 前记入射光之光束张角在10mrad以下,时间脉冲幅度 理想在100nsec以下,峰値功率密度,以1MW/cm2以上。 12.一种光波长转换系统,其特征为具备振荡固有波 长之同调光的雷射振荡器,及将来自该雷射振荡器 的光作为入射光、而射出波长1/2之光的单晶四 硼酸锂(Li2B4O7),及将该单晶四硼酸锂加热保持在50~ 600℃的加热手段, 前记入射光波长在1000nm以下。 13.一种光波长转换方法,系属于 将所定波长及时间脉冲幅的基本波,依序入射至第 1非线形光学结晶及第2非线形光学结晶,以产生前 记基本波之第2高次谐波之光波长转换方法,其特 征为 前记第1非线形光学结晶,其对前记基本波的体积 受损临界値较前记第2非线形光学结晶为大,且 前记第2非线形光学结晶,其对前记基本波之有效 非线形系数较前记第1非线形光学结晶为大; 前记第1非线形光学结晶系单晶四硼酸锂(Li2B4O7); 前记第2非线形光学结晶系LiB3O5、CsLiB6O10、KTiOPO4 、或-BaB2O4。 14.一种光波长转换方法,系属于 将所定波长及时间脉冲幅的第1基本波及所定波长 及时间脉冲幅的第2基本波,依序入射至第1非线形 光学结晶及第2非线形光学结晶,以产生前记第1基 本波及第2基本波之和频波之光波长转换方法,其 特征为 前记第1非线形光学结晶,其对前记第1基本波的体 积受损临界値较前记第2非线形光学结晶为大,且 前记第2非线形光学结晶,其对产生由前记第1基本 波及第2基本波所成之和频波之有效非线形系数较 前记第1非线形光学结晶为大; 前记第1非线形光学结晶系单晶四硼酸锂(Li2B4O7); 前记第2非线形光学结晶系LiB3O5、CsLiB6O10、KTiOPO4 、或-BaB2O4。 15.一种光波长转换系统,系属于 具备让所定波长及时间脉冲幅的基本波入射而产 生第2高次谐波之第1非线形光学结晶,及让来自该 第1非线形光学结晶之出射光入射以产生前记基本 波之第2高次谐波之第2非线形光学结晶的光波长 转换系统,其特征为 前记第1非线形光学结晶,其对前记基本波之体积 受损临界値较前记第2非线形光学结晶为大,且 前记第2非线形光学结晶,其对前记基本波之第2高 次谐波之产生的有效非线形系数较前记第1非线形 光学结晶为大; 前记第1非线形光学结晶系单晶四硼酸锂(Li2B4O7); 前记第2非线形光学结晶系LiB3O5、CsLiB6O10、KTiOPO4 、或-BaB2O4。 16.一种光波长转换系统,系属于 具备将所定波长及时间脉冲幅的第1基本波及所定 波长及时间脉冲幅的第2基本波以产生前记第1基 本波及第2基本波之和频波的第1非线形光学结晶, 及让来自该第1非线形光学结晶的出射光入射以产 生前记和频波之第2非线形光学结晶之光波长转换 系统,其特征为 前记第1非线形光学结晶,其对前记第1基本波的体 积受损临界値较前记第2非线形光学结晶为大,且 前记第2非线形光学结晶,其对产生由前记第1基本 波及第2基本波所成之和频波之有效非线形系数较 前记第1非线形光学结晶为大; 前记第1非线形光学结晶系单晶四硼酸锂(Li2B4O7); 前记第2非线形光学结晶系LiB3O5、CsLiB6O10、KTiOPO4 、或-BaB2O4。 17.一种雷射振荡系统,系属于具备将所定波长及时 间脉冲幅之基本波振荡之基本波振荡器,及让来自 该基本波振荡器之前记基本波入射以产生第2高次 谐波的光波长转换系统之雷射振荡系统,其特征为 前记光波长转换系统,系申请专利范围第15项之光 波长转换系统。 18.一种雷射振荡系统,系属于具备将所定波长及时 间脉冲幅之第1基本波及所定波长及时间脉冲幅之 第2基本波振荡之基本波振荡器,及让来自该基本 波振荡器之前记第1基本波及前记第2基本波入射 以产生和频波的光波长转换系统之雷射振荡系统, 其特征为 前记光波长转换系统,系申请专利范围第16项之光 波长转换系统。 图式简单说明: 图1系入射光之峰値功率密度和转换效率之关系。 图2系不图振荡频率下,调查最佳峰値功率密度会 如何变化之图表。 图3系不同LB4结晶加热温度下,调查入射光之平均 输出和转换效率之关系。 图4系不同LB4结晶加热温度下,调查入射光之平均 输出和转换效率之关系。 图5系采用涉及本发明之光波长转换方法的紫外线 雷射振荡器之实施形态的构成图。 图6系以涉及本发明之程式而发挥机能的电脑系统 之一例构成图。 图7系以涉及本发明之程式而发挥机能的电脑系统 之其他例构成图。 图8系涉及本发明之其他实施形态的雷射震荡系统 的构成图。 图9系第1结晶所致峰値功率密度的变化情形。
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