(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザービームを周波数変換するための装置（１）であって、
第１の非線形結晶（５）と、
第２の非線形結晶（９）と、
前記第１及び第２の非線形結晶（５，９）の間に配置される光学系（７，７′，８）と、
を含み、
前記第１の非線形結晶（５）内では、入射された第１波長（λ1）の第１のレーザービーム（２）から周波数倍加により、前記第１のレーザービーム（２）に対して共線的に進行する第２波長（λ2）の第２のレーザービーム（６）が発生され、
前記第２の非線形結晶（９）内では、前記第１及び第２のレーザービーム（２，６）から周波数混合によって第３波長（λ3）の第３のレーザービーム（１０）が発生され、
前記光学系（７，７′，８）は前記第１及び第２のレーザービーム（２，６）を相互に分離させるために設けられている装置において、
前記光学系（７，７′，８）が、分離を引き起こすために、少なくとも１つのレンズ（７，７′，８）を有しており、
前記第１及び第２のレーザービーム（２，６）は、分離を引き起こすために、光軸（７ａ，８ａ）に対してずれて及び／又は傾斜して、前記レンズ（７，８）を通過する、
装置。
【請求項２】
前記レンズ（７′）は、分離を引き起こすために、複屈折材料からなっている、
請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光学系（７，７′，８）は、前記第２の非線形結晶（９）のビーム入射面（９ａ）において、前記第１のレーザービーム（２）と前記第２のレーザービーム（６）との間でビームずれ（δ）を引き起こす、
請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記光学系（７，８）は、前記第１の非線形結晶（５）から出射した第１及び第２のレーザービーム（２，６）の視準のための第１のレンズ（７）と、前記第１及び第２のレーザービーム（２，６）を第２の非線形結晶（９）に集束させるための第２のレンズ（８）とを有している、
請求項１から３いずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記第１の非線形結晶（５）の手前に、前記第１のレーザービーム（２）を前記第１の非線形結晶（５）に集束させるためのさらなるレンズ（４）が設けられている、
請求項１から４いずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのレンズ（７，８）を光軸（７ａ，８ａ）に対して直角方向に移動させるための移動装置（１１，１２）がさらに設けられている、
請求項１から５いずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記第１及び／又は第２の非線形結晶（５，９）は、リチウムトリボレートからなっている、
請求項１から６いずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記第１のレーザービーム（２）を発生するためのレーザー発振器（３）が設けられている、
請求項１から７いずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記レーザー発振器（３）の基本周波数の第１の波長（λ1）は、特に１０６４ｎｍの波長に相当している、
請求項８記載の装置。
【請求項１０】
レーザービームを周波数変換するための方法であって、
第１の非線形結晶（５）内で、第１波長（λ1）の第１のレーザービーム（２）の周波数倍加により、前記第１のレーザービーム（２）に対して共線的に進行する第２波長（λ2）の第２のレーザービーム（６）を発生するステップと、
第２の非線形結晶（９）内で、周波数混合により、前記第１及び第２のレーザービーム（２，６）から第３波長（λ3）の第３のレーザービーム（１０）を発生するステップと、
前記第１及び第２のレーザービーム（２，６）を、前記第１及び第２の非線形結晶（５，９）の間のビームパス内に配置された光学系（７，７′，８）において相互に分離させるステップと、
を含む方法において、
前記第１及び第２のレーザービーム（２，６）を、前記光学系（７，７′，８）の少なくとも１つのレンズ（７，７′，８）を通過させることによって、分離を引き起こすようにし、
前記第１及び第２のビーム（２，６）は、分離を引き起こすために、光軸（７ａ，８ａ）に対して、ずらされて及び／又は傾斜して、前記レンズ（７，８）を通過する、
方法。
【請求項１１】
前記レンズ（７′）は、分離を引き起こすために、複屈折材料からなっている、
請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の非線形結晶と、第２の非線形結晶と、前記第１及び第２の非線形結晶間に配置された光学系とを含み、前記第１の非線形結晶内では、入射された第１波長の第１のレーザービームから周波数倍加により、前記第１のレーザービームに対して共線的に進行する第２波長の第２のレーザービームが発生され、前記第２の非線形結晶内では、前記第１及び第２のレーザービームから周波数混合によって第３波長の第３のレーザービームが発生され、前記光学系は前記レーザービーム相互間の分離のために設けられている、レーザービームを周波数変換するための装置に関している。また本発明はこの装置に対応する周波数変換のための方法にも関している。
【背景技術】
【０００２】
中程度の出力、すなわち、約０〜３０ワットの出力範囲のＵＶレーザービームを発生するためには、第１のステップにおいて、レーザー発振器によってフィルタリングされた、例えばλ1＝１０６４ｎｍの第１波長（基本波長）から、第１の非線形結晶を用いた非臨界位相整合により、例えばλ2＝λ1／２＝５３２ｎｍの第２波長（いわゆる第２高調波）の周波数倍加されたレーザービームを発生することが可能である（いわゆる"第２高調波発生、" ＳＨＧ）。この場合基本波と第２高調波は、線形に偏光され、相互に直角な偏光方向を有する。前記基本波と第２の高調波は、臨界位相整合を有する第２の非線形結晶内で、以下の式、
１／λ3＝（１／λ1）＋（１／λ2）＝３／λ1（いわゆる "和周波発生"ＳＦＧ）
に従って和周波を発生する。本願の実施例によれば、ＵＶ領域に望まれるような波長すなわちλ3＝３５５ｎｍの第３のレーザービームが発生される。
【０００３】
非線形結晶におけるいわゆる臨界位相整合は、次のようなことを引き起こす。すなわち、周波数混合において３つに分割された波長のベクトルが以下の条件、
ｋ3＝ｋ2＋ｋ1
を満たす（ＳＨＧについてはｋ2＝２ｋ1）。但しこの臨界位相整合は、非線形結晶の複屈折特性に基づいて、２つの入射レーザービームのうちの一方を（異常な偏光波）、第２の入射レーザービーム（正常な偏光波）からいわゆる"ウォークオフ"角度で離脱させるようになる。従ってこの２つのレーザービームは、非線形結晶内で所定の伝播区間を進行した後で分離し、いわゆる空間ウォークオフを有することになる。
【０００４】
冒頭に述べたような方式の高い出力を備えたＵＶレーザービーム発生の場合には、基本波は、典型的には第２の結晶内で適正に偏光され、それに対して結晶内の第２の高調波は異常偏光される。そのため第２の非線形結晶内ではウォークオフ作用が発生する。それに対して第１の非線形結晶内では非臨界位相整合によりそこではウォークオフ作用は何も現われず、基本波と第２高調波は結晶から共線的に出射する。
【０００５】
第２の非線形結晶内での基本波と第２高調波の間のウォークオフは、第３高調波（ＵＶビーム）発生における効率を低減する。なぜなら周波数変換がなされる相互作用長さの縮小が生じるからである。ウォークオフ作用の補償によって、相互作用長さは拡大し、それによってＵＶビームの発生のもとで効率も大幅に上昇する。
【０００６】
ＤＥ１０１４３７０９Ａ１明細書には、周波数変換の際のウォークオフ作用を補償するための方法が開示されている。この方法では、第１の非線形リチウムトリボレート（ＬＢＯ）結晶が、周波数倍加のための非臨界位相整合に用いられ、第２のＬＢＯ結晶は、第３高調波発生のための臨界位相整合に用いられている。この第１及び第２の非線形結晶の間には、複屈折結晶が配設され、この複屈折結晶において非線形光学特性が回避されている。この複屈折結晶によって、基本波のビームずれと、第２の非線形結晶における第２高調波を引き起こすウォークオフが形成される。このビームずれは、第２のＬＢＯ結晶のウォークオフに相反的に向けられてそれを補償すべきである。
【０００７】
但し、前記ＤＥ１０１４３７０９Ａ１に開示されている構成のもとでは、付加的な構成要素（複屈折結晶）をビームパス内に配置する必要がある。このことは調整コストをさらに増大させることにつながる。なぜなら、第２の非線形結晶のウォークオフ作用に反作用する結晶の複屈折特性は温度に依存しており、そのためレーザービームの分離のために用いる複屈折結晶は、そのほかにもさらに一定温度のもとに維持しなければならない必要性があるからである。
【０００８】
ＥＰ０５０３８７５Ａ２明細書からは、非線形結晶のもとでの臨界位相整合を用いたウォークオフ補償のさらに別の手段が開示されている。ここでは、正常なビームと異常なビームとの間のウォークオフが次のことによって補償されている。すなわち、２つのビームを共線化し結晶表面に対して所定の角度で、臨界位相整合を備えた結晶に入射させている。レーザービームが所定の角度で結晶に入射すると、屈折が生じ、ビームの波長ベクトルは、偏光方向に依存して種々の値分だけ変化する。結晶入射面に対する結晶軸（ｎ）の適切な配向と入射角の適切な選択とによって、ウォークオフの補償が達成可能である。しかしながらこの解決手段は、非線形結晶の相応のカッティングと調整も必要とする。この場合の典型的な手法によれば、結晶軸（ｎ）は、結晶表面に対して直角若しくは平行に延在するのではなく、結晶表面に対して所定の角度で延在している。それ故に、結晶のカッティングに関する角度は、非常に正確でなければならない。なぜなら不正確なカッティング角度は、結晶全体を傾斜させたり回転させても補償できるものではないからである。
【０００９】
ＵＳ２００６/０２５０６７７号明細書からは、ウォークオフ補償のための手段が開示されている。ここでは複数のレーザービームが同じ入射点から非線形結晶に入射している。但しここでは光学系を用いて事前に分離がなされており、そのためこれらのレーザービームの、結晶表面に対する入射角は、互いに異なっている。例えばそれらのレーザービームのうちの一方のレーザービームは結晶表面に対して直角に入射し、他方のレーザービームは別の所定の角度で非線形結晶に入射する。分離のための光学系として複プリズムが非線形結晶の手前に配置される。異なる波長のレーザービームを適用するケースでは、場合によってダイクロイックビームスプリッターを使用することも提案される。最大のウォークオフ補償を達成するためには、非線形結晶も最適なカッティングを備えていなければならない。すなわち結晶軸が結晶表面に対して所定の角度で延在していなければならない。
【００１０】
発明の課題
本発明の課題は、冒頭に述べたような形式の装置において、ウォークオフ作用の補償が非常に簡単に可能となるように改善を行うことである。
【００１１】
発明の対象
本発明によれば前記課題は、冒頭に述べたような形式の装置において、レーザービームの空間分離を引き起こすために、光学系が少なくとも１つのレンズを有していることによって解決される。このことは有利である。なぜなら、良好な変換効率を得るためには、通常は複数のレーザービームが（ここで用いられているポンピングパワーのもとで）集光されなければならないからである。そのため、この目的のためにいずれにせよビームパス内に設けられるレンズがさらにビーム形成ないし結像のためと、レーザービームの空間分離のために用いられる。
【００１２】
有利な実施形態によれば、空間分離を引き起こすために、第１及び第２のレーザービームが波長に依存した分離のために光軸に対してずらされて、及び／又は、光軸に対して傾斜して、レンズを貫通する。このようなレンズの光軸に対するレーザービームのずれ、ないし傾斜によれば、これらのビームがレンズ入射面ないしレンズ出射面に対して直角に入射ないし出射しなくなる。そのため、これらのレーザービームは、レンズ内への入射の際と、レンズからの出射の際に、種々異なる波長に基づいて、様々な角度で屈折する。それ故これらのレーザービームは、レンズから出射した後では、もはや共線的になるのではなくて、相互に所定の角度を有するようになる。本発明では、空間的ウォークオフ作用を補償するための、レンズ光軸に対するレーザービームのシフト（ずれ）ないし傾斜は、比較的小さな規模で十分であることが認識されており、そのため、レーザービームの過度な楕円化が回避され得る。
【００１３】
本発明の光学系には、典型的な両凸レンズとして構成された集束レンズないし凸レンズが通常用いられる。しかしながら場合によってはその他のタイプの凸レンズ、例えば平凸レンズ、凹凸レンズなどが用いられてもよい。ここで重要なのは、使用されるレンズ材料が波長依存性の屈折率を有していることである。ここで使用される異なるレーザー波長毎の屈折率の違いは、できるだけ大きい方がよい。本発明で使用する波長の場合、石英ガラスやＢＫ７ガラスがレンズ材料として特に適している。石英ガラスの場合は、１０６４ｎｍと５３２ｎｍの間の屈折率の差Δｎは約０.０１０８である。またＢＫ７ガラスの場合には、屈折率の差Δｎは約０.０１２８４である。その他の材料の場合は通常はさらに小さな屈折率の差となる。
【００１４】
レンズ（ｎ）のシフトないし傾斜に対して代替的又は付加的に、複数のレンズのうちの少なくとも１つを、分離を引き起こすために複屈折材料から形成してもよい。なぜなら本発明におけるポンピング出力のもとでは、レンズはいずれにせよ集束のために必要とされるものなので、レーザービームの分離にレンズを使用する場合でも調整コストの引き上げにつながることはない。
【００１５】
本発明によれば、複数の光学系ないしレンズが、第１のレーザービームと第２のレーザービームとの間で、第２の非線形結晶のビーム入射面に対するビームずれを形成すると有利であることがわかっている。なぜならそのようなケースでは、通常は、矩形状の標準結晶が用いられるからである。しかしながら場合によっては、先のＵＳ２００６/０２５０６７７号明細書に開示されているような方式で、ウォークオフ作用を補償するために、分離されたレーザービームが、相応にカッティングされた非線形結晶の入射面の１つの共通の入射点に、異なる角度で入射し得ることも理解されたい。
【００１６】
本発明の別の有利な実施形態によれば、前記光学系が、第１の非線形結晶から出射された第１及び第２のレーザービームの視準のための第１のレンズを有し、並びに第２の非線形結晶に対する第１及び第２のレーザービームの集束のための第２のレンズを有する。前記複数のレーザービームが２つのレンズの中心以外を通って進行するならば、これらの２つのレンズはレーザービームの分離のために役立つ。そのようにすれば、このことのためにそれぞれのレンズにおいて、光軸に対しレーザービームを過度にずれさせることなく、複数のレーザービームの十分な分離が達成できるようになる。ここでは前記光学系は、２つ以下のレンズを有していてもよいし、２つ以上のレンズを有していてもよいことを理解されたい。
【００１７】
複数のレンズを使用するさらなる利点は、より短波長のレーザービームの方がより強い屈折性を有していることである。そのため、第２のレーザービーム（５３２ｎｍの波長を有する）の集束は、第１のレーザービーム（１０６４ｎｍの波長）の集束の場合よりもレンズに近いところで起こる。このことは、第２の結晶内の相互作用長の範囲内では、第２のレーザービームの直径が、第１のレーザービームの直径よりも小さいことにつながる。このことは、周波数変換にとって有利であることがわかっている。但しこのことによって生じる周波数変換のプラスの効果は、空間的ウォークオフ補償によって得られる効果よりは小さい。
【００１８】
本発明の別の有利な実施形態によれば、前記装置が、第１の非線形結晶の手前に配置された、当該第１の非線形結晶へのレーザービームの集束のためのさらなるレンズを有している。このさらなるレンズにより、第１の非線形結晶内での変換効率がさらに高められる。ここでの当該さらなるレンズの焦点距離は、例えば第１のレンズの焦点距離と一致していてもよい。
【００１９】
さらに別の有利な実施形態によれば、前記装置が、分離に用いられる少なくとも１つのレンズを光軸に対して直角方向に移動させるための移動装置を有している。既に前述してきたように、基本波及び第２高調波は、１つ又は複数のレンズを用いてＵＶ発生のために、第２の結晶内に集束される。光軸から臨界方向へのレンズ（ｎ）のシフトによれば、屈折によってレーザービームの順次連続する進行とそれに伴う２つのレーザービーム間のビームずれが発生し、これによって第２の非線形結晶内での相互作用長が延長し、ＵＶ発生効率がさらに高められる。理想的には、複数のレンズによって生成されるビームずれは、複数のビームが第２の非線形結晶の中央で正確に重なるように選択される。
【００２０】
前記移動装置は、所望のビームずれを設定調整するために用いられてもよい。これは場合によっては非線形結晶の温度変化のもとで整合されるべきである。そのときには移動装置は場合により、次のような閉ループ制御装置に接続されていてもよい。すなわち、第３のレーザービームの出口側出力を測定するための検出器に接続され、当該出口側出力が最大となるようにビームのずれを調整する閉ループ制御装置に接続されていてもよい。また代替的に、結晶温度の安定化を実現させることももちろん可能である。
【００２１】
さらに別の有利な実施形態によれば、前記第１及び／又は第２の非線形結晶は、リチウムトリボレートからなっている。この材料は、例えばＮｄ：ＹＶＯ4レーザーで供給される、特に基本波が約１０６４ｎｍのレーザービームに適用され得る。
【００２２】
本発明による装置はさらに第１のレーザービームを発生するためのレーザー発振器を含んでいる。この場合の非線形結晶は典型的には共振器の外部に設けられる。ここでは、レーザー発振器と第１の結晶との間にさらに別の構成素子、例えばレーザー増幅器が介在的に接続されてもよいことを理解されたい。周波数変換のために用いられる第１の波長は、非線形結晶が共振器外に配置される構成のもとでは、レーザー発振器の基本周波、特に１０６４ｎｍの基本周波に相応する。
【００２３】
本発明のさらに別の観点は、レーザービームを周波数変換するための方法を実現することである。この方法は、第１の非線形結晶内で、第１波長の第１のレーザービームの周波数倍加により、前記第１のレーザービームに対して共線的に進行する第２波長の第２のレーザービームを発生するステップと、第２の非線形結晶内で、周波数混合により、前記第１及び第２のレーザービームから第３波長の第３のレーザービームを発生するステップと、前記第１及び第２の非線形結晶の間のビームパス内に配置された光学系において相互に分離させるステップとを含んでいる。
【００２４】
ここでは分離を引き起こすために、前記第１及び第２のレーザービームが前記光学系の少なくとも１つのレンズを通過する。
【００２５】
前記方法の別の有利な実施形態によれば、分離を引き起こすために、第１及び第２のレーザービームが光軸に対してずらされて、及び／又は傾斜して前記レンズを通過し得る。
【００２６】
本発明のさらに別の利点は、以下の明細書及び図面からも明らかとなる。また本発明では、前述してきた特徴のみならず、以下で説明する特徴自体若しくは、それらも含めた複数の特徴の任意の組み合わせも適用可能である。図面に示され、以下の明細書で詳細に説明する複数の実施形態は、本発明の最終的な限定事項として理解されるのではなく、本発明の権利範囲に対する例示的な性格を担うものであることを述べておく。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】２つの非線形結晶と、ウォークオフ補償のための１つないし２つのレンズとを用いた、本発明によるレーザービームの周波数変換のための装置の実施形態を概略的に示した図
【図１ｂ】２つの非線形結晶と、ウォークオフ補償のための１つないし２つのレンズとを用いた、本発明によるレーザービームの周波数変換のための装置の実施形態を概略的に示した図
【図２ａ】ウォークオフ補償のある臨界位相整合を伴う第２の非線形結晶の概略図
【図２ｂ】ウォークオフ補償のない臨界位相整合を伴う第２の非線形結晶の概略図
【実施例】
【００２８】
図１ａには、レーザー発振器３から生成された１０６４ｎｍの第１波長の第１のレーザービーム２を周波数変換するための装置１がしめされている。このレーザー発振器３は、当該の実施例によれば、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザー結晶をレーザー媒質として有している。このレーザー発振器３から出射された第１のレーザービーム２は、レンズ４を用いて光学的な第１の非線形結晶５内に集束される。この第１の非線形結晶５は、リチウムトリボレート（ＬＢＯ）結晶として構成されている。臨界位相非整合の伴う第１の非線形結晶５内では、第１のレーザービーム２から周波数倍加によって第２波長λ2＝λ1／２＝５３２ｎｍの第２波長の第２のレーザービーム６が発生し得る。つまりこの第１の非線形結晶５は、第２高調波発生のために用いられている。臨界位相非整合のために、第１の非線形結晶５内ではウォークオフ作法は何も発生せず、そのため第１及び第２のレーザービーム２，６は、第１の非線形結晶５から共線的に出射する。この２つのレーザービーム２，６は、第１の非線形結晶５からの出射の際に直線偏光され、この場合それらの偏光方向は、互いに直交している。
【００２９】
第１のＬＢＯ結晶５から出射した後で共線化されたレーザービーム２，６は、まず第１のレンズ７によって視準される。この第１のレンズ７は最初の集束に用いた（別の）レンズ４と同じ焦点距離を有している。その後でレーザービーム２，６は、当該第１及び第２のレーザービーム２，６からの周波数混合によって、３５５ｎｍの波長λ3を有する第３のレーザービーム１０（第３高調波）、すなわちＵＶ波長領域の第３のレーザービーム１０を発生するために、第２のレンズ８によって第２のＬＢＯ結晶９内へ集束される。前記第２のＬＢＯ結晶９内では、前記第１及び第２のレーザービーム２，６から和周波（ＳＦＧ）を形成するために、臨界位相整合が用いられている。
【００３０】
図２ｂに詳細に示されているように、この臨界位相整合は、前記２つのレーザービーム２，６が同じ箇所で共線的にかつ第２の結晶９の入射面９ａに対して直角に入射してようがしまいが、当該第２の結晶９内で第１のレーザービーム２から第２のレーザービーム６を空間的に分離させる。この状態は、前記２つのレーザービーム２，６が異なる偏光方向を有することによって起こり得る。そのため、第２のレーザービーム６は複屈折を伴う第２の結晶内で異常偏光し、それに対して第１のレーザービーム２は正常偏光を有する。ウォークオフ作用は次のようなことを引き起こす。すなわち正常ないし異常偏光された２つのレーザービーム２，６が相互に進行し、重畳領域Ｌ、すなわち第２の結晶９内の周波数変換がなされる長さが大幅に低減する。前記第２の結晶９内の重畳領域Ｌ以外の残りの長さは、もはや第３の波長λ3のレーザービームの発生のためには役立たない。
【００３１】
このような問題をできるだけ十分に回避できるようにするために、図１ａによる装置のもとでは、２つのレーザービーム２，６が、第１のレンズ７と第２のレンズ８とによって、光軸７ａ，８ａからずらされて進行する。これらのレーザービーム２，６は、レンズ表面に対して直角に入射していないので、５３２ｎｍの波長λ2の第２のレーザービーム６が屈折するビーム方向は、１０６４ｎｍの波長λ1を有している第１のレーザービーム２のビーム方向とは異なっている。それにより２つのレーザービーム２６は、相互に進行し、それ故、もはや同じ箇所から第２のＬＢＯ結晶９内に入射するのではなく、前記入射面９ａに対してビームずれδを有している。ここでは前記２つのレンズ７，８をシフトさせるために、次のような方向が選択される。すなわち第２のレーザービーム６の入射点を、ウォークオフに対抗する方向へシフトさせる方向である。それにより、前記２つのレーザービーム２，６は、第２の結晶９内で相互に合流するように進入する。図２ａと図２ｂとの比較によって明らかなように、このようにすることで、周波数変換のなされる相互作用長Ｌが増加し、それによって、ＵＶ発生の効率が、すなわち発生した第３のレーザービーム１０の出力が高まる。
【００３２】
理想的には、前記レンズ７，８によって発生したビームずれδが次のように選定される。すなわち、２つのレーザービーム２，６が前記第２のＬＢＯ結晶９の中央の重畳領域において重なるように選定される。そのようなビームずれδが設定できることを保証するために、レンズ７，８には２つのマニピュレータ１１，１２（例えばレンズモーター）が設けられている。これらのマニピュレータは前記レンズのフレームに係合し、これらのレンズをその光軸に対して直角方向にシフトさせる。またここでは、ビームの分離を引き起こすために、ここに示されているシフト操作に対して付加的に若しくは代替的に、前記レンズ７，８を傾斜させることも可能であることを理解されたい。この分離のために重要なことは、レーザービーム２，６が、前記レンズ７，８の入射面と出射面に対して直角の関係（これは例えばビームが光軸７ａ，８ａに沿って通過するときに当てはまる）にならないようにすることである。なぜならそのような状況ではビームの分離が何も引き起こされないからである（図２ｂ参照）。
【００３３】
図１ａの装置１は、適宜変更も可能である。そのため、例えば図１ｂに例示的に示されているように、第１のＬＢＯ結晶５と第２のＬＢＯ結晶９の間の２つのレンズ７，８の代わりに、より小さな焦点距離の唯一つのレンズ７′のみを使用することも可能である。この図１ｂの実施例では、当該レンズ７′が次のように配置されている。すなわち２つのレーザービーム２，６が近軸的に、すなわち光軸に沿って当該レンズ７′に入射するように配置されている。図１ｂのレンズ７′は、図１ａのレンズ７，８とは対照的に複屈折材料、例えば方解石からなっており、そのような材料においては第１のレーザービーム２は正常に屈折し、第２のレーザービーム６は異常に屈折する。これによって分離が引き起こされる。ここでは、第１のレーザービーム２と第２のレーザービーム６が第１の結晶からの出射の際に相互に直角な偏光方向を有していることが活用される。
【００３４】
またここでは前記図１ａに示されている装置と図１ｂに示されている装置とを組み合わせることも可能であることを理解されたい。例えば、図１ａに示されている装置１のケースにおいて、一方又は両方のレンズ２，６を複屈折材料で構成することも可能である。さらにここでは、前述した当該明細書に記載されている周波数ないし波長とは異なる別の数値の周波数ないし波長で、周波数変換を行うことも可能であることを理解されたい。またそのほかにも、第２の非線形結晶９から出射するレーザービーム２，６，１０の分離のために、さらに付加的な光学素子、例えばダイクロイックミラーやプリズムなどを使用することも可能であることを最後に付け加えておく。
【図１ａ】
0005646040.tif 000002
【図１ｂ】
0005646040.tif 000003
【図２ａ】
0005646040.tif 000004
【図２ｂ】
0005646040.tif 000005