波長変換方法およびその装置
【課題】ＣＬＢＯ結晶などのような各種の非線形波長変換用の非線形光学結晶を用いてレーザー光の波長を変換する場合に、高い変換効率を維持するとともに出力を低下させることなく長期間安定して当該非線形光学結晶を用いることができるようにする。
【解決手段】非線形光学結晶を波長変換素子として実際に使用する前において、当該非線形光学結晶の評価を予め行うことを可能にすることを目的とするものであり、非線形光学結晶を移動してレーザー光が入射される位置を変化し、該変化する各位置毎に上記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を検出するようにしたものである。
【解決手段】非線形光学結晶を波長変換素子として実際に使用する前において、当該非線形光学結晶の評価を予め行うことを可能にすることを目的とするものであり、非線形光学結晶を移動してレーザー光が入射される位置を変化し、該変化する各位置毎に上記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を検出するようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換方法およびその装置に関し、さらに詳細には、レーザー光の非線形波長変換に用いる非線形光学結晶を用いた波長変換方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、紫外域の波長のレーザー光が、金属の微細加工や光ディスクの読み取り装置などに用いられてきている。
【０００３】
従来、こうした紫外域の波長のレーザー光は、エキシマレーザーなどのガスレーザーを用いて発生させることが行われてきた。
【０００４】
しかしながら、ガスレーザーは、動作効率が低くかつ寿命が短いなどの問題点があるとともに、動作ガスとして使用する、例えば、Ｆ２ガスが毒性を有するという問題点があったり、動作電圧が高いという問題点があることが指摘されていた。
【０００５】
このため、ガスレーザーに代えて、非線形光学結晶を用いた固体レーザーにより紫外域の波長のレーザー光を発生させる技術が提案されている。
【０００６】
こうした技術として、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第二高調波である波長５３２ｎｍのレーザー光を、セシウム・リチウム・ボーレート結晶（ＣＬＢＯ結晶）を用いて波長２６６ｎｍの紫外域の波長のレーザー光に非線形波長変換する技術が知られている。
【０００７】
ところで、本願発明者は、上記したＣＬＢＯ結晶は不均一であって結晶にムラがあるため、非線形波長変換するために波長５３２ｎｍのレーザー光を照射する領域によっては、非線形波長変換により発生する紫外線によって結晶に損傷が発生して極めて短時間で出力が低下するという問題点があり、また、出力が低下した際に単に結晶を移動することにより波長５３２ｎｍのレーザー光を照射する領域を変化させても、結晶の不均一性から常に同じ出力を得ることができないという問題点があることを発見した。
【０００８】
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＣＬＢＯ結晶などのような各種の非線形波長変換用の非線形光学結晶を用いてレーザー光の波長を変換する場合に、高い変換効率を維持するとともに出力を低下させることなく長期間安定して当該非線形光学結晶を用いることができるようにするために、当該非線形光学結晶を波長変換素子として実際に使用する前において、当該非線形光学結晶の評価を予め行うことを可能にした波長変換方法およびその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法であって、非線形光学結晶を移動してレーザー光が上記非線形光学結晶に入射する位置を変更し、上記入射位置毎に上記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定し、測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、上記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、上記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について上記レーザー光の出力を測定したあと上記入射位置を示す情報を上記記憶部から読み出し、上記読み出した入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行うようにしたものである。
【００１１】
また、本発明は、波長変換を行ったとき上記非線形光学素子の上記入射位置にレーザー光を入射し、出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき上記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を上記記憶部から読み出し、上記レーザー光を入射したのと異なる入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行うようにしたものである。
【００１２】
また、本発明は、上記非線形光学素子の移動は上記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能であるようにしたものである。
【００１３】
また、本発明は、非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置であって、非線形光学結晶を移動してレーザー光が上記非線形光学結晶に入射する位置を変更する移動ステージと、上記入射位置毎に上記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定するモードマスターと、測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、上記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、上記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について上記レーザー光の出力を測定したあと上記入射位置を示す情報を上記記憶部から読み出すコンピュータと、上記コンピュータが上記読み出した入射位置に基づいて上記読み出した入射位置へレーザー光を入射するようレーザー光の入射位置を変更するため移動ステージを駆動する駆動装置を備えるようにしたものである。
【００１４】
また、本発明は、上記コンピュータは出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき上記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を上記記憶部から読み出し、上記駆動装置は読み出した異なる入射位置へレーザー光を入射するよう上記移動ステージを駆動するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明は、上記移動ステージは上記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能であるようにしたものである。
【００１６】
従って、上記した本発明を用いることにより、例えば、近年において紫外光発生用の非線形光学結晶として注目されているＣＬＢＯ結晶を利用した波長変換装置において、ＣＬＢＯ結晶の紫外光での損傷による出力減少を、ＣＬＢＯ結晶を自動的に移動することで避けるようにすることができる。
【００１７】
このとき、このＣＬＢＯ結晶の場所毎の不均一性を検出して、一定レベルで使用可能なＣＬＢＯ結晶の部分を予め明確にし、一定レベルで使用可能な部分のみにレーザー光を順次照射するようにＣＬＢＯ結晶を移動する。
【００１８】
これは、ＣＬＢＯ結晶に不均一性が存在する、あるいは、ＣＬＢＯ結晶作成後も不均一性が発生しやすいという、既知ではないＣＬＢＯ結晶の性質を理解した上で、はじめてなされた発明である。
【００１９】
こうした本発明によれば、高出力な加工用の紫外線レーザーを効率的かつ長寿命で提供することができる。
【００２０】
特に、記憶手段を着脱自在な記憶媒体として構成し、着脱自在な記憶媒体に検出手段の検出結果を記憶するようにすると、記憶媒体に記憶された検出結果を非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で互換化して、記憶媒体に記憶された検出結果を非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化することが極めて容易となる。
【００２１】
記憶媒体に記憶された検出結果を非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化すると、例えば、非線形光学結晶の評価装置により得られた検出結果を、本発明による波長変換装置に反映することができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以上説明したように構成されているので、非線形光学結晶を波長変換素子として実際に使用する前に、当該非線形光学結晶の評価を予め行うことが可能になるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、非線形光学結晶の評価装置の参考例を示す概略構成説明図である。
【図２】図２は、ホルダーの概略構成斜視図である。
【図３】図３は、ホルダーを配置した移動ステージの概略構成説明図である。
【図４】図４は、ＣＬＢＯ結晶の入射面におけるＸ方向軸に沿ったレーザー光の入射位置の変化に伴う、ＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力の変化を示すグラフであり、レーザー光の照射位置と出力との関係を示す。
【図５】図５は、周波数変換装置の概略構成説明図である。
【図６】図６は、ＣＬＢＯ結晶の入射面の全面にわたるレーザー光の入射位置の変化に伴う変換効率（ＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力をＣＬＢＯ結晶に入射させたレーザー出力で規格化したものに対応する。）の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、横軸にＣＬＢＯ結晶の入射面にレーザー光を入射した入射時間をとり、縦軸にＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力をとったグラフであり、ＣＬＢＯ結晶の入射面における同一の入射位置にレーザー光を３０時間入射した後にレーザー光の入射位置を移動し、当該移動した入射位置においてさらに３０時間レーザー光を入射した結果を示すものである。
【符号の説明】
【００２４】
１２ 励起レーザー
１４ 出力制御ユニット
１６ 第１分離鏡
１８ 光路
２０ 第１モードマスター
２２ レーザー光の光路
２４ ＣＬＢＯ結晶
２６ ホルダー
２８ 移動ステージ
３０ ダンパー
３２ 第２分離鏡
３４ 光路
３６ 第２モードマスター
３８ 光路
４０ 出力検出器
４２ 駆動装置
４４ コンピュータ
４６ 第４分離鏡
４８ 光路
５０ 光路
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による波長変換方法およびその装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２６】
図１には、非線形光学結晶の評価装置の参考例を示す概略構成説明図が示されている。
【００２７】
なお、この図１に示す非線形光学結晶の評価装置は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーから出力される第二高調波である波長５３２ｎｍのレーザー光を、波長２６６ｎｍの紫外域の波長のレーザー光に非線形波長変換する非線形光学結晶たるＣＬＢＯ結晶の評価に用いる例を示している。
【００２８】
非線形光学結晶の評価装置は、第二高調波として波長５３２ｎｍのレーザー光を出射するＮｄ：ＹＡＧレーザーよりなる励起レーザー１２と、励起レーザー１２から出射された波長５３２ｎｍのレーザー光の出力を制御する出力制御ユニット１４と、出力制御ユニット１４から出射されたレーザー光を２つの光路に分岐する第１分離鏡１６と、第１分離鏡１６により２つの光路に分岐された一方の光路１８におけるレーザー光のビームのプロファイルを検出する第１モードマスター２０と、第１分離鏡１６により２つの光路に分岐された他方の光路２２におけるレーザー光が入射されるＣＬＢＯ結晶２４を真空密閉状態で配置したホルダー２６（なお、ホルダー２６の真空度は、例えば、１００〜１０２Ｔｏｒｒに設定されている。）と、ホルダー２６を載置するとともにホルダー２６を光路２２に対して直交する平面（以下、「ホルダー移動平面」と称する。）上で移動する移動ステージ２８と、ＣＬＢＯ結晶２４により非線形波長変換されてホルダー２６から出射されたレーザー光の中から波長５３２ｎｍの成分を除去するダンパー３０と、ダンパー３０を通過したレーザー光を２つの光路に分岐する第２分離鏡３２と、第２分離鏡３２により２つの光路に分岐された一方の光路３４におけるレーザー光のビームのプロファイルを検出する第２モードマスター３６と、第２分離鏡３２により２つの光路に分岐された他方の光路３８におけるレーザー光の出力を検出する出力検出器４０と、ホルダー２６をホルダー移動平面上で移動するように移動ステージ２８を駆動するモーターなどより構成される駆動装置４２と、第１モードマスター２０と第２モードマスター３６と出力検出器４０と駆動装置４２とを制御するコンピュータ４４とを有して構成されている。
【００２９】
なお、出力制御ユニット１４は、励起レーザー１２から出射された波長５３２ｎｍのレーザー光を集光する第１テレスコープ１４−１と、第１テレスコープ１４−１から出射されたレーザー光の出力を可変する出力可変ユニット１４−２と、出力可変ユニット１４−２から出射されたレーザー光を２つの光路に分岐する第３分離鏡１４−３と、第３分離鏡１４−３により２つの光路に分岐された一方の光路１４−４におけるレーザー光の出力を検出する出力検出器１４−５と、第３分離鏡１４−３により２つの光路に分岐された他方の光路１４−６におけるレーザー光の偏光を制御する偏光回転素子１４−７と、偏光回転素子１４−７を通過したレーザー光を集光する第２テレスコープ１４−８とを有して構成されている。
【００３０】
駆動装置４２は、コンピュータ４４からの制御信号に従って、移動ステージ２８を駆動して、移動ステージ２８に載置されたホルダー２６をホルダー移動平面上において移動する。このホルダー２６のホルダー移動平面上における移動により、光路２２のレーザー光がＣＬＢＯ結晶２４に入射する際に、ＣＬＢＯ結晶２４における入射位置を変化することができる。
【００３１】
ここで、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段には、駆動装置４２による移動ステージ２８の駆動に伴い移動されるホルダー２６に配置されたＣＬＢＯ結晶２４における、光路２２を進行するレーザー光の照射位置の移動の軌跡を記憶する記憶領域が設けられている。
【００３２】
また、コンピュータ４４には、第１モードマスター２０ならびに第２モードマスター３６によりそれぞれ検出されたレーザー光のビームのプロファイルの検出結果と、出力検出器４０により検出されたレーザー光の出力の検出結果とが入力され、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段には、その検出結果が、上記したＣＬＢＯ結晶２４における光路２２のレーザー光の照射位置の移動の軌跡に対応して記憶される記憶領域が設定されている。
【００３３】
図２には、ホルダー２６の概略構成斜視図が示されている。ホルダー２６は、筒状の密閉容器であり、その内部の略中央部位に長方体形状のＣＬＢＯ結晶２４が配置されている。なお、ＣＬＢＯ結晶２４は、光路２２を進行するレーザー光が入射される平面（以下、「入射面」と称する。）２４ａが光路２２を進行するレーザー光に対して直交するように配置される。
【００３４】
ホルダー２６における光路２２のレーザー光が入射される入射側端面２６ａの略中央部位には、光路２２のレーザー光に対して透明な材料により形成された窓部２６ｂが配設されており、一方、ホルダー２６におけるＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光の入射される出射側端面２６ｃの略中央部位には、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光に対して透明な材料により形成された窓部２６ｄが配設されている。
【００３５】
図３には、ホルダー２６を配置した移動ステージ２８の概略構成説明図が示されている。移動ステージ２８は、光路２２のレーザー光に対してそれぞれ直交するとともに互いに直交してＸ−Ｙ平面を構成するように配置された第１の軸（以下、「Ｘ方向軸」と称する。）２８ａおよび第２の軸（以下、「Ｙ方向軸」と称する。）２８ｂと、これらＸ方向軸２８ａとＹ方向軸２８ｂとに沿ってそれぞれ独立してスライド自在に配置されるともにホルダー２６を支持するホルダー支持部２６ｃとを有して構成されている。
【００３６】
コンピュータ４４により駆動装置４２を制御すると、駆動装置４２によりホルダー２６を支持したホルダー支持部２６ｃが第１軸２８ａと第２軸２８ｂとに沿って移動し、その結果、ホルダー２６の内部に配置されたＣＬＢＯ結晶２４がホルダー移動平面上において移動し、光路２２のレーザー光がＣＬＢＯ結晶２４に入射する際のＣＬＢＯ結晶２４における入射位置を変化する。
【００３７】
以上の構成において、この非線形光学結晶の評価装置の制御の手法について詳細に説明する。
【００３８】
この非線形光学結晶の評価装置を用いてＣＬＢＯ結晶の評価を行うには、評価の対象となるＣＬＢＯ結晶２４をホルダー２６の内部に配置し、そのホルダー２６を移動ステージ２８のホルダー支持部２６ｃに載置して支持させる。
【００３９】
次に、出力制御ユニット１４の出力可変ユニット１４−２によって、励起レーザー１２から出射されたレーザー光の出力を可変制御し、出力検出器１４−５によって可変制御された出力を監視しながら、ＣＬＢＯ結晶２４に入射されるレーザー光の出力を所定の値にセットして最適化を行う。
【００４０】
それから、偏光回転素子１４−７を回転して、ＣＬＢＯ結晶２４に入射されるレーザー光の偏光の最適化を行う。
【００４１】
その後に、コンピュータ４４により駆動装置４２を制御して、移動ステージ２８に載置されたホルダー２４をホルダー移動平面に沿って移動させ、ＣＬＢＯ結晶２４における光路２２のレーザー光の入射位置を入射面２４ａの全面にわたって変化させながら、当該入射位置を変化させる毎に第１モードマスター２０、第２モードマスター３６ならびに出力検出器４０における検出結果を記録する。
【００４２】
なお、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａの全面にわたって光路２２のレーザー光の入射位置を変化させる際の分解能は、コンピュータ４４の処理能力や、駆動装置４２、移動ステージ２８、第１モードマスター２０、第２モードマスター３６ならびに出力検出器４０の構造や検出能力に依存するものであるが、例えば、直径１００μｍのガウシアンビームを励起光として用いると、入射位置の移動距離の間隔は３００μｍ以上のできるだけ小さい距離が好ましく、より詳細には、下限は空間的なオーバーラップを防ぐため、利用するレーザービームのおよそ３倍を最低限の移動距離とすることが好ましい。
【００４３】
上記のようにして、コンピュータ４４の記憶手段の所定の記憶領域には、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａの全領域に関して、光路２２のレーザー光の入射位置に対応して、ＣＬＢＯ結晶２４へ入射前のレーザー光のビームのプロファイルと、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光のビームのプロファイルと、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光の出力とがそれぞれ記憶される。
【００４４】
図４には、コンピュータ４４の記憶手段の所定の記憶領域に記憶された上記した記憶内容に基づいて作成されるグラフの一例を示しており、このグラフは、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおけるＸ方向軸２８ａに沿ったレーザー光の光路２２の入射位置の変化（即ち、レーザー光の入射位置の一次元方向における移動である。）に伴う、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光の出力の変化を示すものである。
【００４５】
また、図６には、コンピュータ４４の記憶手段の所定の記憶領域に記憶された上記した記憶内容に基づいて作成されるグラフの他の例を示しており、このグラフは、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａのＸ方向軸２８ａならびにＹ方向軸２８ｂに沿った全面にわたるレーザー光の光路２２の入射位置の変化（即ち、レーザー光の入射位置の２次元方向における移動である。）に伴う変換効率の変化を示すものである。なお、レーザー光の入射位置の移動距離の間隔は１００ｍμであり、測定範囲は「１ｍｍ（横：Ｘ方向軸２８ａ方向）×１ｍｍ（縦：Ｙ方向軸２８ｂ方向）」である。
【００４６】
図４ならびに図６のグラフに示されるように、ＣＬＢＯ結晶２４はレーザー光の照射位置によって出力、即ち、変換効率が変化する。
【００４７】
従って、この非線形光学結晶の評価装置による検出結果を用いることにより、レーザー光の照射位置によって出力、即ち、変換効率が変化するＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａのどの位置にレーザー光を照射すると、高い変換効率が得られるかを容易に判定し、ＣＬＢＯ結晶２４を評価することができる。
【００４８】
なお、こうした判定や評価は、公知の技術を用いてコンピュータを利用して行うことができる。
【００４９】
そして、被加工物を加工する際などのようにＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光を利用する際には、上記のように評価を行ったＣＬＢＯ結晶２４を用いると、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおけるレーザー光の入射位置を順次移動させながら、上記検出結果に基づいて高い変換効率が得られる位置でのみレーザー光を入射することにより、効率良くレーザー光を利用することができる。
【００５０】
例えば、ＣＬＢＯ結晶２４の紫外光での損傷による出力減少を、ＣＬＢＯ結晶２４を自動的に移動することで避けるようにすることができる。
【００５１】
図７には、横軸にＣＬＢＯ結晶の入射面にレーザー光を入射した入射時間をとり、縦軸にＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力をとったグラフが示されており、このグラフは、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおける同一の入射位置にレーザー光を３０時間入射した後にレーザー光の入射位置を移動し、当該移動した入射位置においてさらに３０時間レーザー光を入射した結果が示されている。
【００５２】
この図７からも明らかなように、ＣＬＢＯ結晶２４から出力されるレーザー光の強度は紫外光による損傷によって時間とともに低下することになるが、レーザー光の入射位置を移動すると、ＣＬＢＯ結晶２４から出力されるレーザー光の強度を初期の値に戻すことができる。
【００５３】
図５には、上記した非線形光学結晶の評価の手法を用いた周波数変換装置の概略構成説明図が示されている。
【００５４】
なお、図５に示す周波数変換装置において、図１に示す非線形光学結晶の評価装置において示した構成と同一の構成に関しては、図１の説明において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用の説明は省略する。
【００５５】
この周波数変換装置においては、第２分離鏡３２により２つの光路に分岐された他方の光路３８が、第４分離鏡４６によってさらに２つの光路に分岐される。
【００５６】
そして、出力検出器４４は、第４分離鏡４６により２つの光路に分岐された一方の光路４８のレーザー光の出力を検出する。
【００５７】
一方、第４分離鏡４６により２つの光路に分岐された他方の光路５０のレーザー光を、被加工物の加工などに利用すればよい。
【００５８】
この際に、上記した非線形光学結晶の評価装置と同様に、予め非線形光学結晶の評価を行った後に、その評価結果に従ってＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおけるレーザー光を照射する位置を決定すればよい。即ち、コンピュータ４４の記憶手段に記憶された入射面２４ａにおけるレーザー光の入射位置における検出結果を読み出して、コンピュータ４４の自動制御により一定出力以上が得られる最適位置を選択してＣＬＢＯ結晶２４を順次移動するようにして、その最適位置でレーザー光を入射させるようにすればよい。
【００５９】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（４）に示すように変形してもよい。
【００６０】
（１）上記した実施の形態においては、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段に、駆動装置４２による移動ステージ２８の駆動に伴い移動されるホルダー２６に配置されたＣＬＢＯ結晶２４における光路２２を進行するレーザー光の照射位置の移動の軌跡を記憶したり、第１モードマスター２０ならびに第２モードマスター３６によりそれぞれ検出されたレーザー光のビームのプロファイルの検出結果ならびに出力検出器４０により検出されたレーザー光の出力の検出結果を上記したＣＬＢＯ結晶２４における光路２２のレーザー光の照射位置の移動の軌跡に対応して記憶するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
【００６１】
例えば、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段に代えて、フレキシブルディスクや光磁気ディスクなどの各種の着脱自在な記憶媒体を用いて、上記した各種の情報を記憶するようにしてもよい。
【００６２】
着脱自在な記憶媒体に、第１モードマスター２０ならびに第２モードマスター３６によりそれぞれ検出されたレーザー光のビームのプロファイルの検出結果ならびに出力検出器４０により検出されたレーザー光の出力の検出結果を含む各種の情報を記憶するようにしておくと、記憶媒体に記憶された各種の情報を本発明による非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で互換化して、記憶媒体に記憶された各種の情報を本発明による非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化することが極めて容易となる。記憶媒体に記憶された各種の情報を本発明による非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化すると、例えば、本発明による非線形光学結晶の評価装置により得られた検出結果を、本発明による波長変換装置に反映することができるようになる。
【００６３】
（２）上記した実施の形態においては、評価対象の結晶としてＣＬＢＯ結晶を用いた場合について説明したが、評価対象の結晶はＣＬＢＯ結晶に限られるものではないことは勿論であり、本発明は、例えば、ＬＢＯ結晶、ＢＢＯ結晶あるいはＫＴＰ結晶などの各種の結晶も評価することができる。
【００６４】
（３）上記した実施の形態においては、出射されるレーザー光により被加工物を加工するようにした周波数変換装置について説明したが、周波数変換装置から出射されるレーザー光は被加工物の加工に用いることに限られるものではないことは勿論であり、例えば、光ディスクの読み取り装置や３次元造形装置あるいは医療などにも用いることができる。
【００６５】
（４）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（３）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換方法およびその装置に関し、さらに詳細には、レーザー光の非線形波長変換に用いる非線形光学結晶を用いた波長変換方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、紫外域の波長のレーザー光が、金属の微細加工や光ディスクの読み取り装置などに用いられてきている。
【０００３】
従来、こうした紫外域の波長のレーザー光は、エキシマレーザーなどのガスレーザーを用いて発生させることが行われてきた。
【０００４】
しかしながら、ガスレーザーは、動作効率が低くかつ寿命が短いなどの問題点があるとともに、動作ガスとして使用する、例えば、Ｆ２ガスが毒性を有するという問題点があったり、動作電圧が高いという問題点があることが指摘されていた。
【０００５】
このため、ガスレーザーに代えて、非線形光学結晶を用いた固体レーザーにより紫外域の波長のレーザー光を発生させる技術が提案されている。
【０００６】
こうした技術として、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーの第二高調波である波長５３２ｎｍのレーザー光を、セシウム・リチウム・ボーレート結晶（ＣＬＢＯ結晶）を用いて波長２６６ｎｍの紫外域の波長のレーザー光に非線形波長変換する技術が知られている。
【０００７】
ところで、本願発明者は、上記したＣＬＢＯ結晶は不均一であって結晶にムラがあるため、非線形波長変換するために波長５３２ｎｍのレーザー光を照射する領域によっては、非線形波長変換により発生する紫外線によって結晶に損傷が発生して極めて短時間で出力が低下するという問題点があり、また、出力が低下した際に単に結晶を移動することにより波長５３２ｎｍのレーザー光を照射する領域を変化させても、結晶の不均一性から常に同じ出力を得ることができないという問題点があることを発見した。
【０００８】
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、本願明細書に記載すべき先行技術文献情報はない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＣＬＢＯ結晶などのような各種の非線形波長変換用の非線形光学結晶を用いてレーザー光の波長を変換する場合に、高い変換効率を維持するとともに出力を低下させることなく長期間安定して当該非線形光学結晶を用いることができるようにするために、当該非線形光学結晶を波長変換素子として実際に使用する前において、当該非線形光学結晶の評価を予め行うことを可能にした波長変換方法およびその装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法であって、非線形光学結晶を移動してレーザー光が上記非線形光学結晶に入射する位置を変更し、上記入射位置毎に上記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定し、測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、上記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、上記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について上記レーザー光の出力を測定したあと上記入射位置を示す情報を上記記憶部から読み出し、上記読み出した入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行うようにしたものである。
【００１１】
また、本発明は、波長変換を行ったとき上記非線形光学素子の上記入射位置にレーザー光を入射し、出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき上記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を上記記憶部から読み出し、上記レーザー光を入射したのと異なる入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行うようにしたものである。
【００１２】
また、本発明は、上記非線形光学素子の移動は上記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能であるようにしたものである。
【００１３】
また、本発明は、非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置であって、非線形光学結晶を移動してレーザー光が上記非線形光学結晶に入射する位置を変更する移動ステージと、上記入射位置毎に上記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定するモードマスターと、測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、上記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、上記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について上記レーザー光の出力を測定したあと上記入射位置を示す情報を上記記憶部から読み出すコンピュータと、上記コンピュータが上記読み出した入射位置に基づいて上記読み出した入射位置へレーザー光を入射するようレーザー光の入射位置を変更するため移動ステージを駆動する駆動装置を備えるようにしたものである。
【００１４】
また、本発明は、上記コンピュータは出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき上記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を上記記憶部から読み出し、上記駆動装置は読み出した異なる入射位置へレーザー光を入射するよう上記移動ステージを駆動するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明は、上記移動ステージは上記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能であるようにしたものである。
【００１６】
従って、上記した本発明を用いることにより、例えば、近年において紫外光発生用の非線形光学結晶として注目されているＣＬＢＯ結晶を利用した波長変換装置において、ＣＬＢＯ結晶の紫外光での損傷による出力減少を、ＣＬＢＯ結晶を自動的に移動することで避けるようにすることができる。
【００１７】
このとき、このＣＬＢＯ結晶の場所毎の不均一性を検出して、一定レベルで使用可能なＣＬＢＯ結晶の部分を予め明確にし、一定レベルで使用可能な部分のみにレーザー光を順次照射するようにＣＬＢＯ結晶を移動する。
【００１８】
これは、ＣＬＢＯ結晶に不均一性が存在する、あるいは、ＣＬＢＯ結晶作成後も不均一性が発生しやすいという、既知ではないＣＬＢＯ結晶の性質を理解した上で、はじめてなされた発明である。
【００１９】
こうした本発明によれば、高出力な加工用の紫外線レーザーを効率的かつ長寿命で提供することができる。
【００２０】
特に、記憶手段を着脱自在な記憶媒体として構成し、着脱自在な記憶媒体に検出手段の検出結果を記憶するようにすると、記憶媒体に記憶された検出結果を非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で互換化して、記憶媒体に記憶された検出結果を非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化することが極めて容易となる。
【００２１】
記憶媒体に記憶された検出結果を非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化すると、例えば、非線形光学結晶の評価装置により得られた検出結果を、本発明による波長変換装置に反映することができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以上説明したように構成されているので、非線形光学結晶を波長変換素子として実際に使用する前に、当該非線形光学結晶の評価を予め行うことが可能になるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、非線形光学結晶の評価装置の参考例を示す概略構成説明図である。
【図２】図２は、ホルダーの概略構成斜視図である。
【図３】図３は、ホルダーを配置した移動ステージの概略構成説明図である。
【図４】図４は、ＣＬＢＯ結晶の入射面におけるＸ方向軸に沿ったレーザー光の入射位置の変化に伴う、ＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力の変化を示すグラフであり、レーザー光の照射位置と出力との関係を示す。
【図５】図５は、周波数変換装置の概略構成説明図である。
【図６】図６は、ＣＬＢＯ結晶の入射面の全面にわたるレーザー光の入射位置の変化に伴う変換効率（ＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力をＣＬＢＯ結晶に入射させたレーザー出力で規格化したものに対応する。）の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、横軸にＣＬＢＯ結晶の入射面にレーザー光を入射した入射時間をとり、縦軸にＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力をとったグラフであり、ＣＬＢＯ結晶の入射面における同一の入射位置にレーザー光を３０時間入射した後にレーザー光の入射位置を移動し、当該移動した入射位置においてさらに３０時間レーザー光を入射した結果を示すものである。
【符号の説明】
【００２４】
１２ 励起レーザー
１４ 出力制御ユニット
１６ 第１分離鏡
１８ 光路
２０ 第１モードマスター
２２ レーザー光の光路
２４ ＣＬＢＯ結晶
２６ ホルダー
２８ 移動ステージ
３０ ダンパー
３２ 第２分離鏡
３４ 光路
３６ 第２モードマスター
３８ 光路
４０ 出力検出器
４２ 駆動装置
４４ コンピュータ
４６ 第４分離鏡
４８ 光路
５０ 光路
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による波長変換方法およびその装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２６】
図１には、非線形光学結晶の評価装置の参考例を示す概略構成説明図が示されている。
【００２７】
なお、この図１に示す非線形光学結晶の評価装置は、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーから出力される第二高調波である波長５３２ｎｍのレーザー光を、波長２６６ｎｍの紫外域の波長のレーザー光に非線形波長変換する非線形光学結晶たるＣＬＢＯ結晶の評価に用いる例を示している。
【００２８】
非線形光学結晶の評価装置は、第二高調波として波長５３２ｎｍのレーザー光を出射するＮｄ：ＹＡＧレーザーよりなる励起レーザー１２と、励起レーザー１２から出射された波長５３２ｎｍのレーザー光の出力を制御する出力制御ユニット１４と、出力制御ユニット１４から出射されたレーザー光を２つの光路に分岐する第１分離鏡１６と、第１分離鏡１６により２つの光路に分岐された一方の光路１８におけるレーザー光のビームのプロファイルを検出する第１モードマスター２０と、第１分離鏡１６により２つの光路に分岐された他方の光路２２におけるレーザー光が入射されるＣＬＢＯ結晶２４を真空密閉状態で配置したホルダー２６（なお、ホルダー２６の真空度は、例えば、１００〜１０２Ｔｏｒｒに設定されている。）と、ホルダー２６を載置するとともにホルダー２６を光路２２に対して直交する平面（以下、「ホルダー移動平面」と称する。）上で移動する移動ステージ２８と、ＣＬＢＯ結晶２４により非線形波長変換されてホルダー２６から出射されたレーザー光の中から波長５３２ｎｍの成分を除去するダンパー３０と、ダンパー３０を通過したレーザー光を２つの光路に分岐する第２分離鏡３２と、第２分離鏡３２により２つの光路に分岐された一方の光路３４におけるレーザー光のビームのプロファイルを検出する第２モードマスター３６と、第２分離鏡３２により２つの光路に分岐された他方の光路３８におけるレーザー光の出力を検出する出力検出器４０と、ホルダー２６をホルダー移動平面上で移動するように移動ステージ２８を駆動するモーターなどより構成される駆動装置４２と、第１モードマスター２０と第２モードマスター３６と出力検出器４０と駆動装置４２とを制御するコンピュータ４４とを有して構成されている。
【００２９】
なお、出力制御ユニット１４は、励起レーザー１２から出射された波長５３２ｎｍのレーザー光を集光する第１テレスコープ１４−１と、第１テレスコープ１４−１から出射されたレーザー光の出力を可変する出力可変ユニット１４−２と、出力可変ユニット１４−２から出射されたレーザー光を２つの光路に分岐する第３分離鏡１４−３と、第３分離鏡１４−３により２つの光路に分岐された一方の光路１４−４におけるレーザー光の出力を検出する出力検出器１４−５と、第３分離鏡１４−３により２つの光路に分岐された他方の光路１４−６におけるレーザー光の偏光を制御する偏光回転素子１４−７と、偏光回転素子１４−７を通過したレーザー光を集光する第２テレスコープ１４−８とを有して構成されている。
【００３０】
駆動装置４２は、コンピュータ４４からの制御信号に従って、移動ステージ２８を駆動して、移動ステージ２８に載置されたホルダー２６をホルダー移動平面上において移動する。このホルダー２６のホルダー移動平面上における移動により、光路２２のレーザー光がＣＬＢＯ結晶２４に入射する際に、ＣＬＢＯ結晶２４における入射位置を変化することができる。
【００３１】
ここで、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段には、駆動装置４２による移動ステージ２８の駆動に伴い移動されるホルダー２６に配置されたＣＬＢＯ結晶２４における、光路２２を進行するレーザー光の照射位置の移動の軌跡を記憶する記憶領域が設けられている。
【００３２】
また、コンピュータ４４には、第１モードマスター２０ならびに第２モードマスター３６によりそれぞれ検出されたレーザー光のビームのプロファイルの検出結果と、出力検出器４０により検出されたレーザー光の出力の検出結果とが入力され、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段には、その検出結果が、上記したＣＬＢＯ結晶２４における光路２２のレーザー光の照射位置の移動の軌跡に対応して記憶される記憶領域が設定されている。
【００３３】
図２には、ホルダー２６の概略構成斜視図が示されている。ホルダー２６は、筒状の密閉容器であり、その内部の略中央部位に長方体形状のＣＬＢＯ結晶２４が配置されている。なお、ＣＬＢＯ結晶２４は、光路２２を進行するレーザー光が入射される平面（以下、「入射面」と称する。）２４ａが光路２２を進行するレーザー光に対して直交するように配置される。
【００３４】
ホルダー２６における光路２２のレーザー光が入射される入射側端面２６ａの略中央部位には、光路２２のレーザー光に対して透明な材料により形成された窓部２６ｂが配設されており、一方、ホルダー２６におけるＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光の入射される出射側端面２６ｃの略中央部位には、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光に対して透明な材料により形成された窓部２６ｄが配設されている。
【００３５】
図３には、ホルダー２６を配置した移動ステージ２８の概略構成説明図が示されている。移動ステージ２８は、光路２２のレーザー光に対してそれぞれ直交するとともに互いに直交してＸ−Ｙ平面を構成するように配置された第１の軸（以下、「Ｘ方向軸」と称する。）２８ａおよび第２の軸（以下、「Ｙ方向軸」と称する。）２８ｂと、これらＸ方向軸２８ａとＹ方向軸２８ｂとに沿ってそれぞれ独立してスライド自在に配置されるともにホルダー２６を支持するホルダー支持部２６ｃとを有して構成されている。
【００３６】
コンピュータ４４により駆動装置４２を制御すると、駆動装置４２によりホルダー２６を支持したホルダー支持部２６ｃが第１軸２８ａと第２軸２８ｂとに沿って移動し、その結果、ホルダー２６の内部に配置されたＣＬＢＯ結晶２４がホルダー移動平面上において移動し、光路２２のレーザー光がＣＬＢＯ結晶２４に入射する際のＣＬＢＯ結晶２４における入射位置を変化する。
【００３７】
以上の構成において、この非線形光学結晶の評価装置の制御の手法について詳細に説明する。
【００３８】
この非線形光学結晶の評価装置を用いてＣＬＢＯ結晶の評価を行うには、評価の対象となるＣＬＢＯ結晶２４をホルダー２６の内部に配置し、そのホルダー２６を移動ステージ２８のホルダー支持部２６ｃに載置して支持させる。
【００３９】
次に、出力制御ユニット１４の出力可変ユニット１４−２によって、励起レーザー１２から出射されたレーザー光の出力を可変制御し、出力検出器１４−５によって可変制御された出力を監視しながら、ＣＬＢＯ結晶２４に入射されるレーザー光の出力を所定の値にセットして最適化を行う。
【００４０】
それから、偏光回転素子１４−７を回転して、ＣＬＢＯ結晶２４に入射されるレーザー光の偏光の最適化を行う。
【００４１】
その後に、コンピュータ４４により駆動装置４２を制御して、移動ステージ２８に載置されたホルダー２４をホルダー移動平面に沿って移動させ、ＣＬＢＯ結晶２４における光路２２のレーザー光の入射位置を入射面２４ａの全面にわたって変化させながら、当該入射位置を変化させる毎に第１モードマスター２０、第２モードマスター３６ならびに出力検出器４０における検出結果を記録する。
【００４２】
なお、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａの全面にわたって光路２２のレーザー光の入射位置を変化させる際の分解能は、コンピュータ４４の処理能力や、駆動装置４２、移動ステージ２８、第１モードマスター２０、第２モードマスター３６ならびに出力検出器４０の構造や検出能力に依存するものであるが、例えば、直径１００μｍのガウシアンビームを励起光として用いると、入射位置の移動距離の間隔は３００μｍ以上のできるだけ小さい距離が好ましく、より詳細には、下限は空間的なオーバーラップを防ぐため、利用するレーザービームのおよそ３倍を最低限の移動距離とすることが好ましい。
【００４３】
上記のようにして、コンピュータ４４の記憶手段の所定の記憶領域には、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａの全領域に関して、光路２２のレーザー光の入射位置に対応して、ＣＬＢＯ結晶２４へ入射前のレーザー光のビームのプロファイルと、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光のビームのプロファイルと、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光の出力とがそれぞれ記憶される。
【００４４】
図４には、コンピュータ４４の記憶手段の所定の記憶領域に記憶された上記した記憶内容に基づいて作成されるグラフの一例を示しており、このグラフは、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおけるＸ方向軸２８ａに沿ったレーザー光の光路２２の入射位置の変化（即ち、レーザー光の入射位置の一次元方向における移動である。）に伴う、ＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光の出力の変化を示すものである。
【００４５】
また、図６には、コンピュータ４４の記憶手段の所定の記憶領域に記憶された上記した記憶内容に基づいて作成されるグラフの他の例を示しており、このグラフは、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａのＸ方向軸２８ａならびにＹ方向軸２８ｂに沿った全面にわたるレーザー光の光路２２の入射位置の変化（即ち、レーザー光の入射位置の２次元方向における移動である。）に伴う変換効率の変化を示すものである。なお、レーザー光の入射位置の移動距離の間隔は１００ｍμであり、測定範囲は「１ｍｍ（横：Ｘ方向軸２８ａ方向）×１ｍｍ（縦：Ｙ方向軸２８ｂ方向）」である。
【００４６】
図４ならびに図６のグラフに示されるように、ＣＬＢＯ結晶２４はレーザー光の照射位置によって出力、即ち、変換効率が変化する。
【００４７】
従って、この非線形光学結晶の評価装置による検出結果を用いることにより、レーザー光の照射位置によって出力、即ち、変換効率が変化するＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａのどの位置にレーザー光を照射すると、高い変換効率が得られるかを容易に判定し、ＣＬＢＯ結晶２４を評価することができる。
【００４８】
なお、こうした判定や評価は、公知の技術を用いてコンピュータを利用して行うことができる。
【００４９】
そして、被加工物を加工する際などのようにＣＬＢＯ結晶２４から出射されたレーザー光を利用する際には、上記のように評価を行ったＣＬＢＯ結晶２４を用いると、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおけるレーザー光の入射位置を順次移動させながら、上記検出結果に基づいて高い変換効率が得られる位置でのみレーザー光を入射することにより、効率良くレーザー光を利用することができる。
【００５０】
例えば、ＣＬＢＯ結晶２４の紫外光での損傷による出力減少を、ＣＬＢＯ結晶２４を自動的に移動することで避けるようにすることができる。
【００５１】
図７には、横軸にＣＬＢＯ結晶の入射面にレーザー光を入射した入射時間をとり、縦軸にＣＬＢＯ結晶から出射されたレーザー光の出力をとったグラフが示されており、このグラフは、ＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおける同一の入射位置にレーザー光を３０時間入射した後にレーザー光の入射位置を移動し、当該移動した入射位置においてさらに３０時間レーザー光を入射した結果が示されている。
【００５２】
この図７からも明らかなように、ＣＬＢＯ結晶２４から出力されるレーザー光の強度は紫外光による損傷によって時間とともに低下することになるが、レーザー光の入射位置を移動すると、ＣＬＢＯ結晶２４から出力されるレーザー光の強度を初期の値に戻すことができる。
【００５３】
図５には、上記した非線形光学結晶の評価の手法を用いた周波数変換装置の概略構成説明図が示されている。
【００５４】
なお、図５に示す周波数変換装置において、図１に示す非線形光学結晶の評価装置において示した構成と同一の構成に関しては、図１の説明において用いた符号と同一の符号を用いて示すことにより、その詳細な構成ならびに作用の説明は省略する。
【００５５】
この周波数変換装置においては、第２分離鏡３２により２つの光路に分岐された他方の光路３８が、第４分離鏡４６によってさらに２つの光路に分岐される。
【００５６】
そして、出力検出器４４は、第４分離鏡４６により２つの光路に分岐された一方の光路４８のレーザー光の出力を検出する。
【００５７】
一方、第４分離鏡４６により２つの光路に分岐された他方の光路５０のレーザー光を、被加工物の加工などに利用すればよい。
【００５８】
この際に、上記した非線形光学結晶の評価装置と同様に、予め非線形光学結晶の評価を行った後に、その評価結果に従ってＣＬＢＯ結晶２４の入射面２４ａにおけるレーザー光を照射する位置を決定すればよい。即ち、コンピュータ４４の記憶手段に記憶された入射面２４ａにおけるレーザー光の入射位置における検出結果を読み出して、コンピュータ４４の自動制御により一定出力以上が得られる最適位置を選択してＣＬＢＯ結晶２４を順次移動するようにして、その最適位置でレーザー光を入射させるようにすればよい。
【００５９】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（４）に示すように変形してもよい。
【００６０】
（１）上記した実施の形態においては、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段に、駆動装置４２による移動ステージ２８の駆動に伴い移動されるホルダー２６に配置されたＣＬＢＯ結晶２４における光路２２を進行するレーザー光の照射位置の移動の軌跡を記憶したり、第１モードマスター２０ならびに第２モードマスター３６によりそれぞれ検出されたレーザー光のビームのプロファイルの検出結果ならびに出力検出器４０により検出されたレーザー光の出力の検出結果を上記したＣＬＢＯ結晶２４における光路２２のレーザー光の照射位置の移動の軌跡に対応して記憶するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論である。
【００６１】
例えば、コンピュータ４４に内蔵された記憶手段に代えて、フレキシブルディスクや光磁気ディスクなどの各種の着脱自在な記憶媒体を用いて、上記した各種の情報を記憶するようにしてもよい。
【００６２】
着脱自在な記憶媒体に、第１モードマスター２０ならびに第２モードマスター３６によりそれぞれ検出されたレーザー光のビームのプロファイルの検出結果ならびに出力検出器４０により検出されたレーザー光の出力の検出結果を含む各種の情報を記憶するようにしておくと、記憶媒体に記憶された各種の情報を本発明による非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で互換化して、記憶媒体に記憶された各種の情報を本発明による非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化することが極めて容易となる。記憶媒体に記憶された各種の情報を本発明による非線形光学結晶の評価装置や本発明による波長変換装置の間で共有化すると、例えば、本発明による非線形光学結晶の評価装置により得られた検出結果を、本発明による波長変換装置に反映することができるようになる。
【００６３】
（２）上記した実施の形態においては、評価対象の結晶としてＣＬＢＯ結晶を用いた場合について説明したが、評価対象の結晶はＣＬＢＯ結晶に限られるものではないことは勿論であり、本発明は、例えば、ＬＢＯ結晶、ＢＢＯ結晶あるいはＫＴＰ結晶などの各種の結晶も評価することができる。
【００６４】
（３）上記した実施の形態においては、出射されるレーザー光により被加工物を加工するようにした周波数変換装置について説明したが、周波数変換装置から出射されるレーザー光は被加工物の加工に用いることに限られるものではないことは勿論であり、例えば、光ディスクの読み取り装置や３次元造形装置あるいは医療などにも用いることができる。
【００６５】
（４）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（３）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法であって、
非線形光学結晶を移動してレーザー光が前記非線形光学結晶に入射する位置を変更し、
前記入射位置毎に前記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定し、
測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、前記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、
前記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について前記レーザー光の出力を測定したあと前記入射位置を示す情報を前記記憶部から読み出し、
前記読み出した入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行う
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法。
【請求項２】
請求項１に記載の非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法において、
波長変換を行ったとき前記非線形光学素子の前記入射位置にレーザー光を入射し、
出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき前記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を前記記憶部から読み出し、
前記レーザー光を入射したのと異なる入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行う
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法。
【請求項３】
請求項２の非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法において、
前記非線形光学素子の移動は前記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能である
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法。
【請求項４】
非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置であって、
非線形光学結晶を移動してレーザー光が前記非線形光学結晶に入射する位置を変更する移動ステージと、
前記入射位置毎に前記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定するモードマスターと、
測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、前記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、前記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について前記レーザー光の出力を測定したあと前記入射位置を示す情報を前記記憶部から読み出すコンピュータと、
前記コンピュータが前記読み出した入射位置に基づいて前記読み出した入射位置へレーザー光を入射するようレーザー光の入射位置を変更するため移動ステージを駆動する駆動装置を備える
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置において、
前記コンピュータは出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき前記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を前記記憶部から読み出し、
前記駆動装置は読み出した異なる入射位置へレーザー光を入射するよう前記移動ステージを駆動する
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置。
【請求項６】
請求項５の非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置において、
前記移動ステージは前記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能である
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置。
【請求項１】
非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法であって、
非線形光学結晶を移動してレーザー光が前記非線形光学結晶に入射する位置を変更し、
前記入射位置毎に前記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定し、
測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、前記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、
前記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について前記レーザー光の出力を測定したあと前記入射位置を示す情報を前記記憶部から読み出し、
前記読み出した入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行う
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法。
【請求項２】
請求項１に記載の非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法において、
波長変換を行ったとき前記非線形光学素子の前記入射位置にレーザー光を入射し、
出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき前記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を前記記憶部から読み出し、
前記レーザー光を入射したのと異なる入射位置へレーザー光を入射することにより波長変換を行う
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法。
【請求項３】
請求項２の非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法において、
前記非線形光学素子の移動は前記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能である
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換方法。
【請求項４】
非線形光学結晶を用いた非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置であって、
非線形光学結晶を移動してレーザー光が前記非線形光学結晶に入射する位置を変更する移動ステージと、
前記入射位置毎に前記非線形光学結晶から出射されるレーザー光の出力を測定するモードマスターと、
測定した出力が予め定められた値を超える出力であれば、前記入射位置を示す情報を記憶部に格納し、前記非線形光学素子のレーザー光照射面全体について前記レーザー光の出力を測定したあと前記入射位置を示す情報を前記記憶部から読み出すコンピュータと、
前記コンピュータが前記読み出した入射位置に基づいて前記読み出した入射位置へレーザー光を入射するようレーザー光の入射位置を変更するため移動ステージを駆動する駆動装置を備える
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置において、
前記コンピュータは出射したレーザー光の出力が予め定められた出力より低下したとき前記レーザー光を入射したのと異なる入射位置を前記記憶部から読み出し、
前記駆動装置は読み出した異なる入射位置へレーザー光を入射するよう前記移動ステージを駆動する
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置。
【請求項６】
請求項５の非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置において、
前記移動ステージは前記非線形光学素子に入射するレーザー光に直交するＸ−Ｙ平面で、レーザー光の入射位置を変更できるようＸ軸、Ｙ軸に沿ってそれぞれ調整可能である
ことを特徴とする非線形波長変換によるレーザーの波長変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２３１２３７（Ｐ２０１０−２３１２３７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４４４０（Ｐ２０１０−１５４４４０）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【分割の表示】特願２００３−５６８３７１（Ｐ２００３−５６８３７１）の分割
【原出願日】平成１５年２月１３日（２００３．２．１３）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【分割の表示】特願２００３−５６８３７１（Ｐ２００３−５６８３７１）の分割
【原出願日】平成１５年２月１３日（２００３．２．１３）
【出願人】（５０３３５９８２１）独立行政法人理化学研究所 (1,056)
【Ｆターム（参考）】
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