ＵＶレーザ発生装置
【課題】レーザ出射部が小型且つポータブルで、フレキシブルに取り扱うことが出来、自由な位置又は方向へのＵＶ光の照射が可能で信頼性の高いＵＶレーザ発生装置を提供する。
【解決手段】基本波発生用レーザ装置１，集光レンズ１４，ＳＨＧ変換結晶１０，１／２波長板１１及びＴＨＧ変換結晶１２より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記ＳＨＧ変換結晶１０，１／２波長板１１及びＴＨＧ変換結晶１２を一体化してモノリシック波長変換素子９を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子９と前記集光レンズ１４を筐体８ａ内に収納して第３高調波発生装置８を構成し、この第３高調波発生装置８と前記基本波発生用レーザ装置１とをシングルモード光ファイバ１７を介して連繋する。
【解決手段】基本波発生用レーザ装置１，集光レンズ１４，ＳＨＧ変換結晶１０，１／２波長板１１及びＴＨＧ変換結晶１２より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記ＳＨＧ変換結晶１０，１／２波長板１１及びＴＨＧ変換結晶１２を一体化してモノリシック波長変換素子９を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子９と前記集光レンズ１４を筐体８ａ内に収納して第３高調波発生装置８を構成し、この第３高調波発生装置８と前記基本波発生用レーザ装置１とをシングルモード光ファイバ１７を介して連繋する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で取り扱い易く、しかも自由な位置及び任意の方向へのＵＶレーザの照射が可能なモノリシック波長変換素子を用いたＵＶレーザ発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、図１に示すような、近赤外レーザ発生装置（基本波発生用レーザ装置）１、集光レンズ２、第２高調波変換結晶（以下、ＳＨＧ変換結晶という）３、１／２波長板４、色消しレンズ５、第３高調波変換結晶（以下、ＴＨＧ変換結晶という）６を重く大型の光学定盤７に離れて配置したＵＶレーザ光発光装置が製品化されている。
【０００３】
この従来のＵＶレーザ発生装置は、近赤外レーザ発生装置１から出射された基本波ω（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザでは波長１．０６μｍ，Ｎｄ：ＹＬＦレーザでは波長１．０５μｍ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザでは波長１．０３−１．０５μｍ）を、集光レンズ２を介してＳＨＧ変換結晶３に入射させ、その一部を第２高調波２ω（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザでは波長０．５３２μｍ，Ｎｄ：ＹＬＦレーザでは波長０．５２μｍまたは０．５２７μｍ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザでは波長０．５１５−０．５２５μｍ）に波長変換して出射させ、１／２波長板４によってＳＨＧ変換結晶３から出射した基本波ωと第２高調波２ωの偏光方向を調整し、ＴＨＧ変換結晶６がＴｙｐｅ１の場合は偏光方向を平行に、Ｔｙｐｅ２の場合は直交するように位相整合される。
【０００４】
そして、偏光方向を１／２波長板４によって調整された基本波ωと第２高調波２ωは、２波長に対して焦点距離が等しい色消しレンズ５により色補正されて、ＴＨＧ変換結晶６に入射して、第３高調波３ω（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザでは波長０．３５５μｍ，Ｎｄ：ＹＬＦレーザでは波長０．０３４９μｍまたは０．３５１μｍ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザでは波長０．３４３−０．３５０μｍ）に波長変換されて出射する。
【０００５】
一般に波長変換結晶は高精度の光学調整と最適な動作温度に保つ結晶加熱ヒータを必要とするため、大きな筐体の中に各素子を別個に配置し、振動防止のため重く大型の光学定盤７に設置する構成となっていた。そのため、大型で取扱いが面倒になり、顕微鏡や蛍光分析などの理化学機器に組込む事や医療現場での応用が大きく制限されていた。
【０００６】
また、ＵＶ光は光ファイバを損傷させるため、ＵＶレーザ発生装置の出射側に光ファイバを用いてＵＶ光を任意の位置、又は方向へ自由に照射するという、ＵＶレーザ発生装置の実現は困難視されていた。
【非特許文献１】日本科学エンジニアリング、「ＧｄＹＣＯＢ結晶の劣化改善及び防止方法」、紫外光発生用非線型光学結晶技術実用化検討会 平成１２年度成果報告書、（財）大阪科学技術センター、平成１３年３月、ｐ２５ 図３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、レーザ出射部が小型且つポータブルで、フレキシブルに取扱うことができ、自由な位置又は方向へのＵＶ光の照射が可能で信頼性の高いＵＶレーザ発生装置を提供すると共に、更には、ＵＶ光を目標位置に適確に照射可能とするＵＶレーザ発生装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、種々研究の結果、図２に示すように、第３高調波発生装置８の小型化を図り、この第３高調波発生装置８を基本波発生用レーザ装置１とシングルモード光ファイバ１７で連繋する構成としたものである。
【０００９】
即ち、第１の発明は、基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，ＳＨＧ変換結晶，１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記ＳＨＧ変換結晶，１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶を一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置である。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、第２高調波変換結晶、１／２波長板及び第３高調波変換結晶とが、オプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化されてなるＵＶレーザ発生装置である。
【００１１】
第３の発明は、基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，ＳＨＧ変換結晶及びＴＨＧ変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記ＳＨＧ変換結晶とＴＨＧ変換結晶を一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋し、且つ前記筐体の集光レンズ前に１／４波長板を配置したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置である。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、第２高調波変換結晶と第３高調波変換結晶とがオプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置である。
【００１３】
第５の発明は、前記第１ないし第４の発明にかかるＵＶレーザ発生装置を用いて、ＵＶ光を照射する場合、例えば医療用の場合などのように目標位置に適確にＵＶ光を照射させるため工夫したものであって、前記シングルモード光ファイバの中間に、光方向性結合器を設け、この光方向性結合器にガイド光用レーザ発生装置からシングルモード光ファイバを介して、ガイド光用レーザを入力させ、第３高調波発生装置からガイド光用レーザを出射させるように構成したものである。
【００１４】
なお、第１ないし第５の発明において、仕様に応じて第３高調波波発生装置のＵＶレーザ出射側にＵＶレーザを目標位置に集光させる単焦点レンズやズームレンズ（焦点距離可変レンズ）等の集光手段を設けることがある。
【発明の効果】
【００１５】
以上、第１の発明によれば、ＳＨＧ変換結晶、１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶を一体化することで、各変換結晶間の距離が従来２５０ｍｍ程度必要だったものが２０〜３０ｍｍ程度に短くすることができ、それに伴い、第３高調波発生装置を小型・軽量化することができると共に、基本波発生用レーザ装置と第３高調波発生装置とをシングルモード光ファイバで連繋することにより、第３高調波発生装置をポータブル化及び自由な位置又は任意の方向へのＵＶ光照射が可能となり、用途が著しく拡大されることになった。
【００１６】
本発明で用いるシングルモード光ファイバとしては、一般に用いられているコア直径が４〜８μｍのコアとクラッドからなる（実用上保護ジャケットを付したものを用いる）光ファイバや、クラッドに相当する部分に空孔を設けたシングルモード・フォトニック結晶光ファイバを用いることができる。
【００１７】
基本波発生用レーザ装置と第３高調波発生装置の連繋に使用する光ファイバには、シングルモード光ファイバを用いる。伝送するレーザが基本波であるため、ＵＶ光よりも光ファイバの損傷閾値が大きく、大出力の伝送が可能である。なお、マルチモード光ファイバでは、ビーム品質に劣化が生じるため使用できない。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明におけるモノシリック波長変換素子を構成する方法を特定するものである。
【００１９】
第３の発明は、第１の発明に比べてモノリシック波長変換素子に１／２波長板を含まないため、オプティカルコンタクトによる製造工程が簡素化されると共に、波長変換結晶の厳密な寸法管理が不要となり実用化が向上した。また１／４波長板によってシングルモード光ファイバにより楕円偏光となった基本波ωの偏光方向が補正されるので、第１の発明のような１／２波長板が不要になると共に、伝送するものは基本波ωであるから、通常のシングルモード光ファイバを使用しても劣化し、支障をきすことがなく、また１／４波長板を回転させることで基本波ωの偏光方向を調整することができるので、環境に応じて波
長変換の効率を一定に保つことができる。
【００２０】
第４の発明は、第３の発明におけるモノシリック波長変換素子を構成する方法を特定するものである。
【００２１】
第５の発明によれば、ガイド光用レーザ発生装置からガイド光用レーザをシングルモード光ファイバ、光方向性結合器、シングルモード光ファイバ及び第３高調波発生装置を介して、ガイド光レーザを目標位置に出射させることにより、第３高調波発生装置から出射させるＵＶ光の出射方向の位置決めを適確に行うことが出来、例えば医療用のＵＶレーザ発生装置の場合、ピンポイント照射が適確となり、目標位置以外の組織の損傷を少なくするＵＶレーザ発生装置を提供することが出来る。
【００２２】
以上の第１ないし第４の発明によれば、レーザ出射部である第３高調波発生装置が小型且つポータブルで光ファイバで基本波発生用レーザ装置と連繋されているため、レーザ出射部がフレキシブルに取り扱うことができるＵＶレーザ光源が実現できるので、従来、装置が大掛かりであるために応用が大きく制限されていた、生体・高分子材料用レーザ加工・マーキング装置、蛍光分析装置、医療機器等への紫外レーザ導入が急速に進むため、これらの産業分野、基礎科学、医療の発展に大きな貢献を果たす。
【００２３】
しかも、本発明における第３高調波発生装置は、小型であるばかりでなく、光学系が筐体内に固定されているため、振動、衝撃等の外乱に対して安定であり、従って使い勝手が頗る良いという特長がある。
【００２４】
更に第５の発明によれば、同一の第３高調波発生装置より、ガイド光用レーザが出射するように構成されているため、適確に目標位置にＵＶ光を照射させることができるＵＶレーザ発生装置を提供することが出来る。
【００２５】
なお、段落〔００１４〕で述べたように第３高調波発生装置のＵＶレーザ出射側に仕様に応じて集光手段を選択して設けることにより、適切なワーキングディスタンスを採ることができる。
【実施例１】
【００２６】
図３は、第１の発明の具体的実施例の要部構成を示す縦断側面図、図４は、図３の実施例１における第３高調波発生装置（波長変換部）８の光学系を示し、図５は、モノリシック波長変換素子の各変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図で、８ａは第３高調波発生装置８の筐体、９はＳＨＧ変換結晶１０と１／２波長板１１及びＴＨＧ変換結晶１２をオプティカルコンタクト法を用いて一体化したモノリシック波長変換素子、１３は前記モノリシック波長変換素子９の温度制御用のペルチェ素子を備えた入射角度の調整が可能なマウンタ、１４は集光レンズ、１５は入射側のコリメータレンズ、１６は出射側
のコリメータレンズ、１７はコネクタ８ｂを介して第３高調波発生装置８の筐体８ａに接続され、近赤外レーザ発生装置１から出射される基本波ωを導光するシングルモード光ファイバである。
【００２７】
一体化する方法としては、前記のオプティカルコンタクトする方法の外、研磨して密着させた加熱圧着する方法、光学ボンドを用いる方法、またはエアギャップを設けて素子の一つのモールドにマウントする方法等がある。
【００２８】
実施例ではＳＨＧ変換結晶１０の材料として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、またＴＨＧ変換結晶１２の材料として、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを使用したが、この材料のみに限定されるものではなく、例えば、ＳＨＧ変換結晶１０としてはＴｙｐｅ２のＫＴＰ，ＬＢＯ，ＫＤＰ，ＹＣＯＢ等が使用でき、ＴＨＧ変換結晶１２としては、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢ，ＬＢＯ，ＢＢＯ，ＹＣＯＢとＴｙｐｅ２のＬＢＯ，ＣＢＯ，ＣＬＢＯ等が使用できる。
【００２９】
しかし乍ら、ＫＴＰは位相整合温度許容幅が広い特長を有し、ＧｄＹＣＯＢは非臨界位相整合するため角度許容幅が極めて広いという特徴があり、２つの結晶が互いを補う形で広い許容幅を示すため、モノシリック波長変換素子に用いる最適な結晶の組合せの一つである。従って簡単な温度制御と光軸調節で高い波長変換効率を得ることができる。テストの結果、ＳＨＧ変換結晶１０として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、またＴＨＧ変換結晶１２の材料として、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを用いる組合せが最適であった。
【００３０】
この実施例では、シングルモード光ファイバ１７によって導光された基本波ωのレーザ光は集光レンズ１４によりモノリシック波長変換素子９に集光され、ＳＨＧ変換結晶１０により基本波ωの一部は第２高調波２ωへ波長変換される。そしてＳＨＧ変換結晶１０を通過した基本波ωは１／２波長板１１により偏光方向を第２高調波２ωと平行になるように回転され、ＴＨＧ変換結晶１２により第３高調波３ωに波長変換される。そして前記第３高調波３ωはコリメータレンズ１６により平行光として第３高調波発生装置８から出射される。
【００３１】
図６は、実施例における基本波レーザのパワーと第３高調波の出力パワーの関係を示すもので、ＵＶレーザ発生装置として優れた性能を持つものであることを示している。
【００３２】
以上説明した実施例では、基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）１として、ＹＶＯ４レーザを用いたが、ＹＶＯ４レーザのみに限定されるものではなく、最近進歩が著しいファイバレーザを用いることにより小型で高出力のＵＶレーザ発生装置を提供することができる。
【００３３】
なお、図３において、第３高調波発生装置８のＵＶレーザの出射側に設けた想像線で図示した部分は、単焦点レンズやズームレンズなどの集光手段８１で、この集光手段８１を設ける場合には、そのレンズ系にコリメータレンズ１６を組み込むことがあるのは勿論である。
【実施例２】
【００３４】
図７は、実施例１に示した構成のＵＶレーザ発生装置に、第５の発明を適用した場合の実施例の構成を示す概略図で、１は基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）、１７，１７’１７”はシングルモード光ファイバ、８は第３高調波発生装置である。
【００３５】
図２に示した実施例１との相違点は、シングルモード光ファイバ１７と１７’の間に光方向性結合器２９を設け、この光方向性結合器２９の入力側にＨｅＮｅレーザ、半導体レーザ等を用いたガイド光用レーザ発生装置３０をシングルモード光ファイバ１７”を介して接続したことである。
【００３６】
この構成によると、ガイド光用レーザ発生装置３０から出射されるガイド光用レーザは、シングルモード光ファイバ１７”、光方向性結合器２９、シングルモード光ファイバ１７’及び第３高調波発生装置８を介して第３高調波発生装置８から出射するＵＶレーザと同じ方向に出射される。
【００３７】
そして、この場合ガイド光用レーザは赤色であるため、どの位置にＵＶレーザが照射されるかをオペレータに肉視させるため、目標位置にＵＶレーザが出射させるように第３高調波発生装置８の位置決めをすることが出来る。
【００３８】
従って、例えば医療用としてこのＵＶレーザ発生装置を用いる場合、基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）１を起動させる前に、ガイド光用レーザ発生装置３０を起動させて、第３高調波発生装置８の出射方向の位置決めを行い、次いで、ガイド光用レーザ発生装置３０を起動させたまま、あるいは停止させてから基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）１を起動させることにより、適確に目標位置にＵＶ光を照射させることが出来る。
【実施例３】
【００３９】
図８は、第４の発明の実施例の要部構成を示す縦断側面図、図９は、図８の実施例３における第３高調波発生装置１８の光学的構成を示し、図１０は、１／４波長板２３とモノリシック波長変換素子１９の各波長変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図である。
【００４０】
図中１８ａは第３高調波発生装置１８の筐体、１９はＳＨＧ変換結晶２０とＴＨＧ変換結晶２１をオプティカルコンタクト法を用いて、一体化したモノリシック波長変換素子、２２は前記モノリシック波長変換素子１９の温度制御用のペルチェ素子を備えた入射角度の調整が可能なマウンタ、２３は筐体１８に回動自在に設けられた１／４波長板である。２４は１／４波長板２３を回転させるための回転ノブ、２５は集光レンズ、２６，２７はコリメータレンズ、２８はコネクタ１８ｂを介して筐体１８に接続され、近赤外レーザ発生装置１から出射される基本波ωを導光するシングルモード光ファイバである。
【００４１】
この実施例３でも前記実施例１と同様に、ＳＨＧ変換結晶２０の材料として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、またＴＨＧ変換結晶の材料として、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを使用した。そして一体化する方法としては、前記のオプティカルコンタクトする方法の外、研磨して密着させた加熱圧着する方法、光学ボンドを用いる方法、またはエアギャップを設けて素子の一つのモールドにマウントする方法等がある。
【００４２】
この実施例ではシングルモード光ファイバ２８から導光された基本波ωはコリメータレンズ２６と１／４波長板２３を通り集光レンズ２５によりモノリシック波長変換素子１９に集光され、ＳＨＧ変換結晶２０により基本波ωの一部は第２高調波２ωへ変換される。そしてＳＨＧ変換結晶２０を通過した基本波ωは、図１１（ｂ）に示すように１／４波長板２３とＳＨＧ変換結晶２０より偏光方向を第２高調波２ωと略平行になるように調節され、ＴＨＧ変換結晶２１により第３高調波３ωに波長変換される。そして前記第３高調波３ωはコリメータレンズ２７により平行光として第３高調波発生装置１９から出射される。
【００４３】
この実施例３の場合も、図６に示すように実施例１の場合と同様に、優れた性能が得られている。
【００４４】
１／４波長板２３がない場合は、図１１（ａ）に示すように基本波ωは楕円偏光となり第２高調波２ωと偏光方向が平行にならない場合があり、モノリシック波長変換素子１９は高い変換効率で第３高調波３ωを発生することができない。
【００４５】
前記実施例３によれば、１／４波長板２３とモノリシック波長変換素子１９を使用することで実施例１に比べてモノシリック波長変換素子の製作が容易になる。即ち、一体化が容易になるばかりでなく、実施例１の場合、ＳＨＧ変換結晶の長さの精度を少なくとも１μｍを必要としたが、ＳＨＧ結晶を通過した基本波ωの偏光を１／４波長板２３を回転ノブ２４により回転させることにより、基本波ωの偏光方向を調節することができるため、そのような厳しい製作条件は必要としなくなる。またマウンタ２２により第３高調波３ω発生が最大となるように、モノリシック波長変換素子１９の位置、入射角度等の集光条
件、及び変換結晶の温度を調整することができる。
【００４６】
なお、実施例１及び実施例３で、ＳＨＧ変換結晶の材料として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、また、ＴＨＧ変換結晶の材料としてＴｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを使用したが、第３高調波に変換できる波長変換結晶の組合せであれば、これらの材料に限定されるものではないことは勿論である。
【００４７】
また、この実施例２の場合も実施例１の場合と同様に第３高調波発生装置１８のＵＶレーザ出射側に仕様に応じて単焦点レンズやズームレンズなどの集光手段１８１を設けることもできる。
【実施例４】
【００４８】
図１２は、実施例３に示した構成のＵＶレーザ発生装置に第５の発明を適用した場合の実施例４の構成を示す概略図で、１は基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）、１７、１７’、１７”はシングルモード光ファイバ、１９は第３高調波発生装置、２９はシングルモード光ファイバ１７と１７’の間に設けた光方向結合器、３０は前記光方向性結合器２９の入力側にシングルモード光ファイバ１７”を介して接続したＨｅＮｅレーザ、半導体レーザ等を用いたガイド光用レーザ発生装置である。
【００４９】
この実施例４は、実施例２と第３高調波発生装置が異なるだけであり、実施例２の場合と同様に、適確に目標位置にＵＶ光を照射させることが出来、ＵＶレーザ発生装置として優れたものである。
【００５０】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるＵＶレーザ発生装置は、レーザ出射部、即ち第３高調波発生装置が小型でフレキシブルに取り扱えるものを実現したものであり、大型で取扱いが面倒なため応用が大きく制限されていた、生体・高分子材料用レーザ加工・マーキング装置、蛍光分析装置、医用機器などへのＵＶレーザ導入が急速に進むため、これらの産業分野、基礎科学、医療の発展に大きく貢献するものである。
【００５１】
また、第５の発明によれば、ＵＶ光を目標位置に適確に照射させることが容易となり、実用上使い勝手の良いＵＶレーザ発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のＵＶレーザ発生装置の構成を示す概略説明図。
【図２】第１の発明の基本構成を示す概略図。
【図３】第１の発明の実施例の要部構成を示す縦断側面図。
【図４】図３の実施例における第３高調波発生装置の光学系の構成を示す 説明図。
【図５】実施例１に示すモノリシック波長変換素子の各変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図。
【図６】実施例１及び実施例３の基本波レーザのパワーと第３高調波の出力パワーの関係を示す図。
【図７】第５の発明を実施例１のＵＶレーザ発生装置に適用した場合の構成を示す概略図。
【図８】第３の発明の実施例の要部構成を示す縦断側面図。
【図９】図８の実施例における第３高調波発生装置の光学系の構成を示す説明図。
【図１０】図８に示すモノリシック波長変換素子の各変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図。
【図１１】実施例３における基本波ωと第２高調波２ωの偏光方向を示す図で、（ａ）は１／４波長板がない場合、（ｂ）は１／４波長板がある場合。
【図１２】実施例４の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００５３】
１ 近赤外レーザ発生装置
８ 第３高調波発生装置
８ａ 筐体
９ モノリシック波長変換素子
１０ ＳＨＧ変換結晶
１１ １／２波長板
１２ ＴＨＧ変換結晶
１３ マウンタ
１４ 集光レンズ
１５，１６ コリメータレンズ
１７ シングルモード光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型で取り扱い易く、しかも自由な位置及び任意の方向へのＵＶレーザの照射が可能なモノリシック波長変換素子を用いたＵＶレーザ発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、図１に示すような、近赤外レーザ発生装置（基本波発生用レーザ装置）１、集光レンズ２、第２高調波変換結晶（以下、ＳＨＧ変換結晶という）３、１／２波長板４、色消しレンズ５、第３高調波変換結晶（以下、ＴＨＧ変換結晶という）６を重く大型の光学定盤７に離れて配置したＵＶレーザ光発光装置が製品化されている。
【０００３】
この従来のＵＶレーザ発生装置は、近赤外レーザ発生装置１から出射された基本波ω（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザでは波長１．０６μｍ，Ｎｄ：ＹＬＦレーザでは波長１．０５μｍ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザでは波長１．０３−１．０５μｍ）を、集光レンズ２を介してＳＨＧ変換結晶３に入射させ、その一部を第２高調波２ω（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザでは波長０．５３２μｍ，Ｎｄ：ＹＬＦレーザでは波長０．５２μｍまたは０．５２７μｍ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザでは波長０．５１５−０．５２５μｍ）に波長変換して出射させ、１／２波長板４によってＳＨＧ変換結晶３から出射した基本波ωと第２高調波２ωの偏光方向を調整し、ＴＨＧ変換結晶６がＴｙｐｅ１の場合は偏光方向を平行に、Ｔｙｐｅ２の場合は直交するように位相整合される。
【０００４】
そして、偏光方向を１／２波長板４によって調整された基本波ωと第２高調波２ωは、２波長に対して焦点距離が等しい色消しレンズ５により色補正されて、ＴＨＧ変換結晶６に入射して、第３高調波３ω（例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ，Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザでは波長０．３５５μｍ，Ｎｄ：ＹＬＦレーザでは波長０．０３４９μｍまたは０．３５１μｍ，Ｙｂ：ＹＡＧレーザでは波長０．３４３−０．３５０μｍ）に波長変換されて出射する。
【０００５】
一般に波長変換結晶は高精度の光学調整と最適な動作温度に保つ結晶加熱ヒータを必要とするため、大きな筐体の中に各素子を別個に配置し、振動防止のため重く大型の光学定盤７に設置する構成となっていた。そのため、大型で取扱いが面倒になり、顕微鏡や蛍光分析などの理化学機器に組込む事や医療現場での応用が大きく制限されていた。
【０００６】
また、ＵＶ光は光ファイバを損傷させるため、ＵＶレーザ発生装置の出射側に光ファイバを用いてＵＶ光を任意の位置、又は方向へ自由に照射するという、ＵＶレーザ発生装置の実現は困難視されていた。
【非特許文献１】日本科学エンジニアリング、「ＧｄＹＣＯＢ結晶の劣化改善及び防止方法」、紫外光発生用非線型光学結晶技術実用化検討会 平成１２年度成果報告書、（財）大阪科学技術センター、平成１３年３月、ｐ２５ 図３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、レーザ出射部が小型且つポータブルで、フレキシブルに取扱うことができ、自由な位置又は方向へのＵＶ光の照射が可能で信頼性の高いＵＶレーザ発生装置を提供すると共に、更には、ＵＶ光を目標位置に適確に照射可能とするＵＶレーザ発生装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、種々研究の結果、図２に示すように、第３高調波発生装置８の小型化を図り、この第３高調波発生装置８を基本波発生用レーザ装置１とシングルモード光ファイバ１７で連繋する構成としたものである。
【０００９】
即ち、第１の発明は、基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，ＳＨＧ変換結晶，１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記ＳＨＧ変換結晶，１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶を一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置である。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、第２高調波変換結晶、１／２波長板及び第３高調波変換結晶とが、オプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化されてなるＵＶレーザ発生装置である。
【００１１】
第３の発明は、基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，ＳＨＧ変換結晶及びＴＨＧ変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記ＳＨＧ変換結晶とＴＨＧ変換結晶を一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋し、且つ前記筐体の集光レンズ前に１／４波長板を配置したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置である。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明において、第２高調波変換結晶と第３高調波変換結晶とがオプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置である。
【００１３】
第５の発明は、前記第１ないし第４の発明にかかるＵＶレーザ発生装置を用いて、ＵＶ光を照射する場合、例えば医療用の場合などのように目標位置に適確にＵＶ光を照射させるため工夫したものであって、前記シングルモード光ファイバの中間に、光方向性結合器を設け、この光方向性結合器にガイド光用レーザ発生装置からシングルモード光ファイバを介して、ガイド光用レーザを入力させ、第３高調波発生装置からガイド光用レーザを出射させるように構成したものである。
【００１４】
なお、第１ないし第５の発明において、仕様に応じて第３高調波波発生装置のＵＶレーザ出射側にＵＶレーザを目標位置に集光させる単焦点レンズやズームレンズ（焦点距離可変レンズ）等の集光手段を設けることがある。
【発明の効果】
【００１５】
以上、第１の発明によれば、ＳＨＧ変換結晶、１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶を一体化することで、各変換結晶間の距離が従来２５０ｍｍ程度必要だったものが２０〜３０ｍｍ程度に短くすることができ、それに伴い、第３高調波発生装置を小型・軽量化することができると共に、基本波発生用レーザ装置と第３高調波発生装置とをシングルモード光ファイバで連繋することにより、第３高調波発生装置をポータブル化及び自由な位置又は任意の方向へのＵＶ光照射が可能となり、用途が著しく拡大されることになった。
【００１６】
本発明で用いるシングルモード光ファイバとしては、一般に用いられているコア直径が４〜８μｍのコアとクラッドからなる（実用上保護ジャケットを付したものを用いる）光ファイバや、クラッドに相当する部分に空孔を設けたシングルモード・フォトニック結晶光ファイバを用いることができる。
【００１７】
基本波発生用レーザ装置と第３高調波発生装置の連繋に使用する光ファイバには、シングルモード光ファイバを用いる。伝送するレーザが基本波であるため、ＵＶ光よりも光ファイバの損傷閾値が大きく、大出力の伝送が可能である。なお、マルチモード光ファイバでは、ビーム品質に劣化が生じるため使用できない。
【００１８】
第２の発明は、第１の発明におけるモノシリック波長変換素子を構成する方法を特定するものである。
【００１９】
第３の発明は、第１の発明に比べてモノリシック波長変換素子に１／２波長板を含まないため、オプティカルコンタクトによる製造工程が簡素化されると共に、波長変換結晶の厳密な寸法管理が不要となり実用化が向上した。また１／４波長板によってシングルモード光ファイバにより楕円偏光となった基本波ωの偏光方向が補正されるので、第１の発明のような１／２波長板が不要になると共に、伝送するものは基本波ωであるから、通常のシングルモード光ファイバを使用しても劣化し、支障をきすことがなく、また１／４波長板を回転させることで基本波ωの偏光方向を調整することができるので、環境に応じて波
長変換の効率を一定に保つことができる。
【００２０】
第４の発明は、第３の発明におけるモノシリック波長変換素子を構成する方法を特定するものである。
【００２１】
第５の発明によれば、ガイド光用レーザ発生装置からガイド光用レーザをシングルモード光ファイバ、光方向性結合器、シングルモード光ファイバ及び第３高調波発生装置を介して、ガイド光レーザを目標位置に出射させることにより、第３高調波発生装置から出射させるＵＶ光の出射方向の位置決めを適確に行うことが出来、例えば医療用のＵＶレーザ発生装置の場合、ピンポイント照射が適確となり、目標位置以外の組織の損傷を少なくするＵＶレーザ発生装置を提供することが出来る。
【００２２】
以上の第１ないし第４の発明によれば、レーザ出射部である第３高調波発生装置が小型且つポータブルで光ファイバで基本波発生用レーザ装置と連繋されているため、レーザ出射部がフレキシブルに取り扱うことができるＵＶレーザ光源が実現できるので、従来、装置が大掛かりであるために応用が大きく制限されていた、生体・高分子材料用レーザ加工・マーキング装置、蛍光分析装置、医療機器等への紫外レーザ導入が急速に進むため、これらの産業分野、基礎科学、医療の発展に大きな貢献を果たす。
【００２３】
しかも、本発明における第３高調波発生装置は、小型であるばかりでなく、光学系が筐体内に固定されているため、振動、衝撃等の外乱に対して安定であり、従って使い勝手が頗る良いという特長がある。
【００２４】
更に第５の発明によれば、同一の第３高調波発生装置より、ガイド光用レーザが出射するように構成されているため、適確に目標位置にＵＶ光を照射させることができるＵＶレーザ発生装置を提供することが出来る。
【００２５】
なお、段落〔００１４〕で述べたように第３高調波発生装置のＵＶレーザ出射側に仕様に応じて集光手段を選択して設けることにより、適切なワーキングディスタンスを採ることができる。
【実施例１】
【００２６】
図３は、第１の発明の具体的実施例の要部構成を示す縦断側面図、図４は、図３の実施例１における第３高調波発生装置（波長変換部）８の光学系を示し、図５は、モノリシック波長変換素子の各変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図で、８ａは第３高調波発生装置８の筐体、９はＳＨＧ変換結晶１０と１／２波長板１１及びＴＨＧ変換結晶１２をオプティカルコンタクト法を用いて一体化したモノリシック波長変換素子、１３は前記モノリシック波長変換素子９の温度制御用のペルチェ素子を備えた入射角度の調整が可能なマウンタ、１４は集光レンズ、１５は入射側のコリメータレンズ、１６は出射側
のコリメータレンズ、１７はコネクタ８ｂを介して第３高調波発生装置８の筐体８ａに接続され、近赤外レーザ発生装置１から出射される基本波ωを導光するシングルモード光ファイバである。
【００２７】
一体化する方法としては、前記のオプティカルコンタクトする方法の外、研磨して密着させた加熱圧着する方法、光学ボンドを用いる方法、またはエアギャップを設けて素子の一つのモールドにマウントする方法等がある。
【００２８】
実施例ではＳＨＧ変換結晶１０の材料として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、またＴＨＧ変換結晶１２の材料として、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを使用したが、この材料のみに限定されるものではなく、例えば、ＳＨＧ変換結晶１０としてはＴｙｐｅ２のＫＴＰ，ＬＢＯ，ＫＤＰ，ＹＣＯＢ等が使用でき、ＴＨＧ変換結晶１２としては、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢ，ＬＢＯ，ＢＢＯ，ＹＣＯＢとＴｙｐｅ２のＬＢＯ，ＣＢＯ，ＣＬＢＯ等が使用できる。
【００２９】
しかし乍ら、ＫＴＰは位相整合温度許容幅が広い特長を有し、ＧｄＹＣＯＢは非臨界位相整合するため角度許容幅が極めて広いという特徴があり、２つの結晶が互いを補う形で広い許容幅を示すため、モノシリック波長変換素子に用いる最適な結晶の組合せの一つである。従って簡単な温度制御と光軸調節で高い波長変換効率を得ることができる。テストの結果、ＳＨＧ変換結晶１０として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、またＴＨＧ変換結晶１２の材料として、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを用いる組合せが最適であった。
【００３０】
この実施例では、シングルモード光ファイバ１７によって導光された基本波ωのレーザ光は集光レンズ１４によりモノリシック波長変換素子９に集光され、ＳＨＧ変換結晶１０により基本波ωの一部は第２高調波２ωへ波長変換される。そしてＳＨＧ変換結晶１０を通過した基本波ωは１／２波長板１１により偏光方向を第２高調波２ωと平行になるように回転され、ＴＨＧ変換結晶１２により第３高調波３ωに波長変換される。そして前記第３高調波３ωはコリメータレンズ１６により平行光として第３高調波発生装置８から出射される。
【００３１】
図６は、実施例における基本波レーザのパワーと第３高調波の出力パワーの関係を示すもので、ＵＶレーザ発生装置として優れた性能を持つものであることを示している。
【００３２】
以上説明した実施例では、基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）１として、ＹＶＯ４レーザを用いたが、ＹＶＯ４レーザのみに限定されるものではなく、最近進歩が著しいファイバレーザを用いることにより小型で高出力のＵＶレーザ発生装置を提供することができる。
【００３３】
なお、図３において、第３高調波発生装置８のＵＶレーザの出射側に設けた想像線で図示した部分は、単焦点レンズやズームレンズなどの集光手段８１で、この集光手段８１を設ける場合には、そのレンズ系にコリメータレンズ１６を組み込むことがあるのは勿論である。
【実施例２】
【００３４】
図７は、実施例１に示した構成のＵＶレーザ発生装置に、第５の発明を適用した場合の実施例の構成を示す概略図で、１は基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）、１７，１７’１７”はシングルモード光ファイバ、８は第３高調波発生装置である。
【００３５】
図２に示した実施例１との相違点は、シングルモード光ファイバ１７と１７’の間に光方向性結合器２９を設け、この光方向性結合器２９の入力側にＨｅＮｅレーザ、半導体レーザ等を用いたガイド光用レーザ発生装置３０をシングルモード光ファイバ１７”を介して接続したことである。
【００３６】
この構成によると、ガイド光用レーザ発生装置３０から出射されるガイド光用レーザは、シングルモード光ファイバ１７”、光方向性結合器２９、シングルモード光ファイバ１７’及び第３高調波発生装置８を介して第３高調波発生装置８から出射するＵＶレーザと同じ方向に出射される。
【００３７】
そして、この場合ガイド光用レーザは赤色であるため、どの位置にＵＶレーザが照射されるかをオペレータに肉視させるため、目標位置にＵＶレーザが出射させるように第３高調波発生装置８の位置決めをすることが出来る。
【００３８】
従って、例えば医療用としてこのＵＶレーザ発生装置を用いる場合、基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）１を起動させる前に、ガイド光用レーザ発生装置３０を起動させて、第３高調波発生装置８の出射方向の位置決めを行い、次いで、ガイド光用レーザ発生装置３０を起動させたまま、あるいは停止させてから基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）１を起動させることにより、適確に目標位置にＵＶ光を照射させることが出来る。
【実施例３】
【００３９】
図８は、第４の発明の実施例の要部構成を示す縦断側面図、図９は、図８の実施例３における第３高調波発生装置１８の光学的構成を示し、図１０は、１／４波長板２３とモノリシック波長変換素子１９の各波長変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図である。
【００４０】
図中１８ａは第３高調波発生装置１８の筐体、１９はＳＨＧ変換結晶２０とＴＨＧ変換結晶２１をオプティカルコンタクト法を用いて、一体化したモノリシック波長変換素子、２２は前記モノリシック波長変換素子１９の温度制御用のペルチェ素子を備えた入射角度の調整が可能なマウンタ、２３は筐体１８に回動自在に設けられた１／４波長板である。２４は１／４波長板２３を回転させるための回転ノブ、２５は集光レンズ、２６，２７はコリメータレンズ、２８はコネクタ１８ｂを介して筐体１８に接続され、近赤外レーザ発生装置１から出射される基本波ωを導光するシングルモード光ファイバである。
【００４１】
この実施例３でも前記実施例１と同様に、ＳＨＧ変換結晶２０の材料として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、またＴＨＧ変換結晶の材料として、Ｔｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを使用した。そして一体化する方法としては、前記のオプティカルコンタクトする方法の外、研磨して密着させた加熱圧着する方法、光学ボンドを用いる方法、またはエアギャップを設けて素子の一つのモールドにマウントする方法等がある。
【００４２】
この実施例ではシングルモード光ファイバ２８から導光された基本波ωはコリメータレンズ２６と１／４波長板２３を通り集光レンズ２５によりモノリシック波長変換素子１９に集光され、ＳＨＧ変換結晶２０により基本波ωの一部は第２高調波２ωへ変換される。そしてＳＨＧ変換結晶２０を通過した基本波ωは、図１１（ｂ）に示すように１／４波長板２３とＳＨＧ変換結晶２０より偏光方向を第２高調波２ωと略平行になるように調節され、ＴＨＧ変換結晶２１により第３高調波３ωに波長変換される。そして前記第３高調波３ωはコリメータレンズ２７により平行光として第３高調波発生装置１９から出射される。
【００４３】
この実施例３の場合も、図６に示すように実施例１の場合と同様に、優れた性能が得られている。
【００４４】
１／４波長板２３がない場合は、図１１（ａ）に示すように基本波ωは楕円偏光となり第２高調波２ωと偏光方向が平行にならない場合があり、モノリシック波長変換素子１９は高い変換効率で第３高調波３ωを発生することができない。
【００４５】
前記実施例３によれば、１／４波長板２３とモノリシック波長変換素子１９を使用することで実施例１に比べてモノシリック波長変換素子の製作が容易になる。即ち、一体化が容易になるばかりでなく、実施例１の場合、ＳＨＧ変換結晶の長さの精度を少なくとも１μｍを必要としたが、ＳＨＧ結晶を通過した基本波ωの偏光を１／４波長板２３を回転ノブ２４により回転させることにより、基本波ωの偏光方向を調節することができるため、そのような厳しい製作条件は必要としなくなる。またマウンタ２２により第３高調波３ω発生が最大となるように、モノリシック波長変換素子１９の位置、入射角度等の集光条
件、及び変換結晶の温度を調整することができる。
【００４６】
なお、実施例１及び実施例３で、ＳＨＧ変換結晶の材料として、Ｔｙｐｅ２のＫＴＰを、また、ＴＨＧ変換結晶の材料としてＴｙｐｅ１のＧｄＹＣＯＢを使用したが、第３高調波に変換できる波長変換結晶の組合せであれば、これらの材料に限定されるものではないことは勿論である。
【００４７】
また、この実施例２の場合も実施例１の場合と同様に第３高調波発生装置１８のＵＶレーザ出射側に仕様に応じて単焦点レンズやズームレンズなどの集光手段１８１を設けることもできる。
【実施例４】
【００４８】
図１２は、実施例３に示した構成のＵＶレーザ発生装置に第５の発明を適用した場合の実施例４の構成を示す概略図で、１は基本波発生用レーザ装置（近赤外線レーザ発生装置）、１７、１７’、１７”はシングルモード光ファイバ、１９は第３高調波発生装置、２９はシングルモード光ファイバ１７と１７’の間に設けた光方向結合器、３０は前記光方向性結合器２９の入力側にシングルモード光ファイバ１７”を介して接続したＨｅＮｅレーザ、半導体レーザ等を用いたガイド光用レーザ発生装置である。
【００４９】
この実施例４は、実施例２と第３高調波発生装置が異なるだけであり、実施例２の場合と同様に、適確に目標位置にＵＶ光を照射させることが出来、ＵＶレーザ発生装置として優れたものである。
【００５０】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるＵＶレーザ発生装置は、レーザ出射部、即ち第３高調波発生装置が小型でフレキシブルに取り扱えるものを実現したものであり、大型で取扱いが面倒なため応用が大きく制限されていた、生体・高分子材料用レーザ加工・マーキング装置、蛍光分析装置、医用機器などへのＵＶレーザ導入が急速に進むため、これらの産業分野、基礎科学、医療の発展に大きく貢献するものである。
【００５１】
また、第５の発明によれば、ＵＶ光を目標位置に適確に照射させることが容易となり、実用上使い勝手の良いＵＶレーザ発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のＵＶレーザ発生装置の構成を示す概略説明図。
【図２】第１の発明の基本構成を示す概略図。
【図３】第１の発明の実施例の要部構成を示す縦断側面図。
【図４】図３の実施例における第３高調波発生装置の光学系の構成を示す 説明図。
【図５】実施例１に示すモノリシック波長変換素子の各変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図。
【図６】実施例１及び実施例３の基本波レーザのパワーと第３高調波の出力パワーの関係を示す図。
【図７】第５の発明を実施例１のＵＶレーザ発生装置に適用した場合の構成を示す概略図。
【図８】第３の発明の実施例の要部構成を示す縦断側面図。
【図９】図８の実施例における第３高調波発生装置の光学系の構成を示す説明図。
【図１０】図８に示すモノリシック波長変換素子の各変換結晶を通過した場合の偏光方向を説明する説明図。
【図１１】実施例３における基本波ωと第２高調波２ωの偏光方向を示す図で、（ａ）は１／４波長板がない場合、（ｂ）は１／４波長板がある場合。
【図１２】実施例４の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００５３】
１ 近赤外レーザ発生装置
８ 第３高調波発生装置
８ａ 筐体
９ モノリシック波長変換素子
１０ ＳＨＧ変換結晶
１１ １／２波長板
１２ ＴＨＧ変換結晶
１３ マウンタ
１４ 集光レンズ
１５，１６ コリメータレンズ
１７ シングルモード光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，ＳＨＧ変換結晶，１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記第２高調波変換結晶，１／２波長板及び第３高調波変換結晶一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置。
【請求項２】
第２高調波変換結晶、１／２波長板及び第３高調波変換結晶とが、オプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化されてなる請求項１記載のＵＶレーザ発生装置。
【請求項３】
基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，前記第２高調波変換結晶及び第３高調波変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記第２高調波変換結晶及び第３高調波変換結晶を一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋し、且つ前記筐体の集光レンズ前に１／４波長板を配置したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置。
【請求項４】
第２高調波変換結晶と第３高調波変換結晶とが、オプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化されてなる請求項３記載のＵＶレーザ発生装置。
【請求項５】
シングルモード光ファイバの中間に光方向性結合器を設け、この光方向性結合器の入力側にシングルモード光ファイバを介して、ガイド光用レーザ発生装置を接続したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＵＶレーザ発生装置。
【請求項１】
基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，ＳＨＧ変換結晶，１／２波長板及びＴＨＧ変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記第２高調波変換結晶，１／２波長板及び第３高調波変換結晶一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置。
【請求項２】
第２高調波変換結晶、１／２波長板及び第３高調波変換結晶とが、オプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化されてなる請求項１記載のＵＶレーザ発生装置。
【請求項３】
基本波発生用レーザ装置，集光レンズ，前記第２高調波変換結晶及び第３高調波変換結晶より構成されるＵＶレーザ発生装置であって、前記第２高調波変換結晶及び第３高調波変換結晶を一体化してモノリシック波長変換素子を構成すると共に、このモノリシック波長変換素子と前記集光レンズを筐体内に収納して第３高調波発生装置を構成し、この第３高調波発生装置と前記基本波発生用レーザ装置とをシングルモード光ファイバを介して連繋し、且つ前記筐体の集光レンズ前に１／４波長板を配置したことを特徴とするＵＶレーザ発生装置。
【請求項４】
第２高調波変換結晶と第３高調波変換結晶とが、オプティカルコンタクト、融着、接着剤、および一つのモールドに固定する方法のいずれか１によって一体化されてなる請求項３記載のＵＶレーザ発生装置。
【請求項５】
シングルモード光ファイバの中間に光方向性結合器を設け、この光方向性結合器の入力側にシングルモード光ファイバを介して、ガイド光用レーザ発生装置を接続したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＵＶレーザ発生装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１２】
【図２】
【図４】
【図５】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１２８０１７（Ｐ２００７−１２８０１７Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４１１０（Ｐ２００６−２４１１０）
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【出願人】（５９５１３２３５９）ネオアーク株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１日（２００６．２．１）
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【出願人】（５９５１３２３５９）ネオアーク株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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