(57)【要約】【課題】直線偏光用の波長変換素子を用いた内部変換型のレーザ共振器であって、動作効率を向上させたレーザ共振器を提供する。【解決手段】レーザ媒質を励起して第１波長のレーザ光を発生させるレーザ共振器において、レーザ共振器の光路上に設置され、第１波長のレーザ光をこの第１波長と異なる第２波長の光に変換する波長変換素子１４と、レーザ共振器の光路上に設置され、第１波長のレーザ光の偏光方向を前記光路の往路及び復路で合わせて９０度回転させる偏光制御手段１４とを有する。【選択図】図２
2007053159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒質を励起して第１波長のレーザ光を発生させるレーザ共振器において、
前記レーザ共振器の光路上に設置され、前記第１波長のレーザ光をこの第１波長と異なる第２波長に変換する波長変換素子と、
前記レーザ共振器の光路上に設置され、前記第１波長のレーザ光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて９０度回転させる偏光制御手段と
を有することを特徴とするレーザ共振器。
【請求項２】
前記レーザ共振器は、同一光軸上に配置した終端鏡、レーザ媒質及び出力鏡を備え、前記終端鏡と出力鏡間で繰り返し反射する光を前記レーザ媒質で増幅して第１波長のレーザ光を発生させ、この第１波長のレーザ光は前記波長変換素子で第２波長に変換されて前記出力鏡を介して出力されることを特徴とする請求項１記載のレーザ共振器。
【請求項３】
前記レーザ共振器は、第１終端鏡と、出力鏡と、第２終端鏡と、レーザ媒質とを有し、前記第１終端鏡及び前記出力鏡を結ぶ第１光路と、前記第２終端鏡と前記出力鏡を結ぶ第２光路とに沿って、前記出力鏡を前記第１及び第２光路の折り返し鏡とした一連の光路を繰り返し反射する光を前記第２光路上に配置された前記レーザ媒質で増幅して第１波長のレーザ光を発生させるものであって、
前記波長変換素子は前記第１光路上に配置され、前記偏光制御手段は前記第１光路上に配置され、前記第１波長のレーザ光は前記波長変換素子で第２波長に変換されて前記出力鏡を介して出力されること
を特徴とする請求項１記載のレーザ共振器。
【請求項４】
前記偏光制御手段は、前記第２波長の光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて１８０度回転させることを特徴とする請求項３記載のレーザ共振器。
【請求項５】
終端鏡と、
出力鏡と、
第１波長のレーザ光を供給するレーザ装置と、
第１波長のレーザ光を第２波長に変換する波長変換素子とを有し、
前記終端鏡及び前記出力鏡を結ぶ第１光路と、前記レーザ装置と前記出力用を結ぶ第２光路とに沿って、前記出力鏡を前記第１及び第２光路の折り返し鏡とした一連の光路を繰り返し往復する第１波長のレーザ光を、前記第１光路上に設置された波長変換素子で第２波長に変換して前記出力鏡を介して出力するレーザ共振器であって、
前記第１の光路上に設置され、前記第１波長のレーザ光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて９０度回転させる偏光制御手段を有することを特徴とするレーザ共振器。
【請求項６】
レーザ装置から供給された第１波長のレーザ光を第２波長に変換する波長変換装置であって、
終端鏡と、
出力鏡と、
第１波長のレーザ光を第２波長に変換する波長変換素子とを有し、
前記終端鏡及び前記出力鏡を結ぶ第１光路と、レーザ装置と前記出力用を結ぶ第２光路とに沿って、前記出力鏡を前記第１及び第２光路の折り返し鏡とした一連の光路を繰り返し往復する第１波長のレーザ光を、前記第１光路上に設置された波長変換素子で第２波長に変換して前記出力鏡を介して出力するものであって、
前記第１の光路上に設置され、前記第１波長のレーザ光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて９０度回転させる偏光制御手段を有することを特徴とする波長変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線偏光用の波長変換素子により無偏光レーザ光の高効率波長変換を可能にしたレーザ共振器および無偏光レーザ光を高効率に変換する波長変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｎｄ：ＹＡＧの如きレーザ媒質及び所定の鏡体で構成したレーザ共振器において、レーザ媒質により発生する所定の波長のレーザ光をＳＨＧ結晶の如き波長変換素子を用いて波長変換し、この波長変換した光を出力する内部変換型のレーザ共振器が提供されている。
【０００３】
内部波長変換型のレーザでは、レーザ共振器内部に置いた波長変換素子による波長変換光を出力として取り出す。これにより内部レーザ光強度を高くすることができ、かつ波長変換しなかった残りのレーザ光を再利用できるため外部波長変換型レーザに比べて高効率動作が可能である。
【０００４】
図１は、従来の内部変換型のレーザ共振器の概略を示す図である。
【０００５】
このレーザ共振器１００は、全反射鏡による終端鏡１０１と、Ｎｄ：ＹＡＧの如きレーザ媒質１０２と、波長選択鏡による出力鏡１０３とからなるレーザ共振器において、このレーザ共振器の光軸上に配置されたＳＨＧ結晶の如き波長変換素子１０４を具備する。
【０００６】
レーザ共振器で発生した所定波長の無偏光のレーザ光は、波長変換素子１０４によって波長を変換され、出力鏡１０３を介して出力される。
【０００７】
ここで、レーザ光の波長変換では、波長変換素子１０４によって要求される条件が様々である。波長変換素子１０４の中には、ある直線偏光成分しか波長変換に寄与できないが、その他の特性は非常に優れているものもある。この場合、波長変換に寄与できない成分（寄与する成分と直交する成分）は全て損失となり変換効率が低下するため、従来技術ではレーザ光を直線偏光化して変換効率向上を図っていた。
【０００８】
図１には、特定方向の偏光成分を選択して波長変換素子１０４に供給する偏光選択素子１０５が示されている。ここでは、偏光選択素子１０５として、前記特定方向に直交する偏光成分を光路外に導く偏光ビームスプリッタ、ブリュースタープレートの如きものが用いられている。
【特許文献１】特開２００１−５６４９１号公報
【特許文献２】特開２００５−５４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、直線偏光用の波長変換素子のための偏光選択素子は、一般的にレーザ光を直線偏光にする際に損失が発生する。図１の偏光選択素子１０５においては、選択される直線偏光成分に直交する成分は光路外に導かれるため、この分に相当する損失が発生している。
【００１０】
このような損失のため、従来技術のレーザ共振器では、前記所定波長のレーザ光の如きレーザ光基本波の動作効率が低下し、ひいては出力が低下するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、直線偏光用の波長変換素子を用いたレーザ共振器であって、動作効率を向上させたレーザ共振器及び、高効率で波長変換を行う波長変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の課題を解決するため、本発明に係るレーザ共振器は、レーザ媒質を励起して第１波長のレーザ光を発生させるレーザ共振器において、前記レーザ共振器の光路上に設置され、前記第１波長のレーザ光をこの第１波長と異なる第２波長のレーザ光に変換する波長変換素子と、前記レーザ共振器の光路上に設置され、少なくとも前記第１波長のレーザ光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて９０度回転させる偏光制御手段とを有する。
【００１３】
前記レーザ共振器は、同一光軸上に配置した終端鏡、レーザ媒質及び出力鏡を備え、前記終端鏡と出力鏡間で繰り返し反射する光を前記レーザ媒質で増幅して第１波長のレーザ光を発生させ、この第１波長のレーザ光は前記波長変換素子で第２波長に変換されて前記出力鏡を介して出力されることが好ましい。
【００１４】
前記レーザ共振器は、第１終端鏡と、出力鏡と、第２終端鏡と、レーザ媒質とを有し、前記第１終端鏡及び前記出力鏡を結ぶ第１光路と、前記第２終端鏡と前記出力鏡を結ぶ第２光路とに沿って、前記出力鏡を前記第１及び第２光路の折り返し鏡とした一連の光路を繰り返し反射する光を前記第２光路上に配置された前記レーザ媒質で増幅して第１波長のレーザ光を発生させるものであって、前記波長変換素子は前記第１光路上に配置され、前記偏光制御手段は前記第１光路上に配置され、前記第１波長のレーザ光は前記波長変換素子で第２波長に変換されて前記出力鏡を介して出力されることが好ましい。
【００１５】
偏光制御手段は、前記第２波長のレーザ光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて１８０度回転させることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るレーザ共振器は、終端鏡と、出力鏡と、第１波長のレーザ光を供給するレーザ装置と、第１波長のレーザ光を第２波長に変換する波長変換素子とを有し、前記終端鏡及び前記出力鏡を結ぶ第１光路と、前記レーザ装置と前記出力用を結ぶ第２光路とに沿って、前記出力鏡を前記第１及び第２光路の折り返し鏡とした一連の光路を繰り返し往復する第１波長のレーザ光を、前記第１光路上に設置された波長変換素子で第２波長に変換して前記出力鏡を介して出力するレーザ共振器であって、前記第１の光路上に設置され、少なくとも前記第１波長のレーザ光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて９０度回転させる偏光制御手段を有することが好ましい。
【００１７】
本発明に係る波長変換装置は、レーザ装置から供給された第１波長のレーザ光を第２波長に変換するものであって、終端鏡と、出力鏡と、第１波長のレーザ光を第２波長に変換する波長変換素子とを有し、前記終端鏡及び前記出力鏡を結ぶ第１光路と、レーザ装置と前記出力用を結ぶ第２光路とに沿って、前記出力鏡を前記第１及び第２光路の折り返し鏡とした一連の光路を繰り返し往復する第１波長のレーザ光を、前記第１光路上に設置された波長変換素子で第２波長に変換して前記出力鏡を介して出力し、前記第１の光路上に設置され、前記第１波長のレーザ光の偏光を前記光路の往路及び復路で合わせて９０度回転させる偏光制御手段を有する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明では、光路上の往復２パスで基本波（第１波長）の偏光を９０度回転させる偏光制御素子の使用により問題を解決している。このように、光路上における往復で基本波の偏光を９０度回転させることによって無偏光の直交する両方の偏光成分を波長変換に寄与させることができ、変換効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るレーザ共振器及び波長変換装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図２は、本発明に係るレーザ共振器の最小限の構成を示す図である。
【００２１】
このレーザ共振器１０は、全反射鏡による終端鏡１１と、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦの如きレーザ媒質１２と、波長選択鏡による出力鏡１３から構成されるレーザ共振器において、このレーザ共振器の光軸上に設置されたＬＢＯ、ＢＢＯ結晶の如き波長変換素子１４と、前記光軸上に設置された偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、ブリュースタープレートの如き偏光制御素子１５とを有している。
【００２２】
終端鏡１１と、レーザ媒質１２と、出力鏡１３とからなるレーザ共振器は、終端鏡１１と出力鏡１３間で反射して往復する光を、図示しないクリプトンランプなどの励起源によって励起されたレーザ媒質１２によって増幅してレーザ発振させ、第１波長のレーザ光を発生させる。
【００２３】
レーザ共振器によって発生した第１波長のレーザ光は、波長変換素子１４によって波長を第２波長に変換され、この第２波長の光は出力鏡１３を介して外部に出力される。
【００２４】
波長変換素子１４は、特定偏光方向の直線偏光成分の第１波長のレーザ光のみを第２波長に変換する。すなわち、この直線偏光成分に対する直交成分のレーザ光は、第２波長への変換に寄与せずに波長変換素子１４を透過する。このような波長変換素子１４において波長変換を効率的に行うためには、特定偏光方向を向いた直線偏光を波長変換素子１４に供給する事が望ましい。
【００２５】
偏光制御素子１５は、終端鏡１１、レーザ媒質２１、出力鏡１３で構成されるレーザ共振器の光軸に沿って往復して反射される第１波長のレーザ光の偏光を往路と復路で合わせて９０度回転する。なお、終端鏡１１から出力鏡１３への向かう光路を往路、逆に出力鏡１３から終端鏡１１へ向かう光路を復路というものとする。
【００２６】
本実施の形態では、レーザ媒質１２から出た第１波長のレーザ光は往路で直交する偏光成分の片方が波長変換素子１４によって第２波長に波長変換される。波長変換素子１４を抜けたレーザ光は、偏光制御素子１５を往復通過することにより、偏光を合わせて９０度回転させられる。
【００２７】
このように偏光を９０度回転されたレーザ光が再度波長変換素子１４を通過する際、今度は直交する偏光成分のもう一方が波長変換される。すなわち、往復でレーザ光の偏光を９０度回転させることによって無偏光の直交する両方の偏光成分を波長変換に寄与させている。
【００２８】
したがって、本実施の形態の偏光制御素子１５は、従来あった偏光ビームスプリッタ、ブリュースタープレートの如き偏光選択素子と比較すると、直線偏光を選択する際の損失が少ないため、レーザ共振器の動作効率の向上、ひいては出力の増加を実現することができる。
【００２９】
図３は、本発明に係るレーザ共振器の第１の実施の形態を示す図である。
【００３０】
この第１の実施の形態は、前述の最小構成のレーザ共振器を折り返し型として、往路及び復路で波長変換された光を同一方向から取り出すように構成したものである。
【００３１】
レーザ共振器２０は、全反射鏡による第１終端鏡２１と、波長選択鏡による出力鏡２４と、これら第１終端鏡２１と出力鏡２４を結ぶ第１光路Ｌ２１上に、波長変換素子２３と、波長変換素子２３と第１終端鏡２１間に配置された１／４波長板またはファラデーローテータの如き偏光制御素子２２とを有している。
【００３２】
また、レーザ共振器２０は、全反射鏡による第２終端鏡２８と、出力鏡２４と第２終端鏡２８を結ぶ第２光路Ｌ２２上に、レーザ媒質２７と、レーザ媒質２７と出力鏡２４間に配置されたＱスイッチ２６と、Ｑスイッチ２６と出力鏡２４間に配置された折り返し鏡２５とを有している。
【００３３】
出力鏡２４は、第１及び第２光路Ｌ２１，Ｌ２２の光軸に対して略４５度の角度を有して配置され、出力光を前記第１光路Ｌ２１の光軸に沿って外部に出射するとともに、第１光路Ｌ２１に沿った光と第２光路Ｌ２２に沿った光の方向を互いに転換する折り曲げ鏡を兼ねている。この出力鏡２４は、レーザ媒質２７によって発生された第１波長のレーザ光に対する反射率が高く、このレーザ光を波長変換素子２３で波長変換した第２波長の光に対する透過率が高いような特性を有している。
【００３４】
偏光制御素子２２は、第１光路Ｌ２１に沿って往復するレーザ光の偏光を、この第１光路Ｌ２１の光軸周りに往路及び復路で合わせて９０度回転する。なお、往路とは第２終端鏡２８から第１終端鏡２１へ向かう光路をいい、復路とは第１終端鏡２１から第２終端鏡２８へ向かう光路をいうものとする。以下の実施の形態でも同様とする。
【００３５】
続いて、前述した構成を有する第１の実施の形態のレーザ共振器２０の作用を説明する。
【００３６】
第１終端鏡２１と出力鏡２４間の第１光路Ｌ２１と、出力鏡２４と第２終端鏡２８間の第２光路Ｌ２２が、出力鏡２４で折り返された一連の光路上にレーザ媒質２７を備えるレーザ共振器において、この光路を繰り返し反射する光は、図示しないクリプトンランプ等の励起源によって励起されたレーザ媒質２７によって増幅され、第１波長の無偏光のレーザ光を発生する。
【００３７】
本実施の形態では、第２光路Ｌ２２中にＱスイッチ２６を備え、レーザ媒質２７によって増幅されるレーザ光の強度が十分大きくなるまでＱスイッチ２６で光の透過を阻止し、十分な強度に達した後にＱスイッチ２６を透過させるように、Ｑスイッチ２６を制御している。
【００３８】
Ｑスイッチ２６がオンされると、Ｑスイッチ２６を透過したレーザ光は、第１光路Ｌ２１上の波長変換素子２３によって第１波長から第２波長に変換される。この第２波長の光は、出力鏡２４を透過してレーザ共振器外に出力される。
【００３９】
本実施の形態のレーザ共振器２０は、Ｑスイッチ２６によるスイッチングにより間歇的にレーザ光を発生する。しかしながら、Ｑスイッチ２６を設けず、レーザ共振器でレーザ光を連続発振（ＣＷ）させることにより、レーザ光を連続的に出力することも可能である。
【００４０】
本実施の形態では、レーザ媒質２７から出た第１波長のレーザ光は往路で直交する偏光成分の片方が波長変換素子２３によって第２波長に波長変換される。波長変換素子２３を抜けたレーザ光は、偏光制御素子２２を往復通過することにより、偏光を第１の光軸Ｌ２１周りに合わせて９０度回転させられる。
【００４１】
このように偏光を９０度回転されたレーザ光が復路で再度波長変換素子２３を通過する際、今度は直交する偏光成分のもう一方が波長変換される。すなわち、往復でレーザ光の偏光を９０度回転させることによって無偏光の直交する両方の偏光成分を波長変換に寄与させている。
【００４２】
したがって、本実施の形態は、偏光制御素子２２を用いることにより直線偏光を選択する際の損失を少なくして、レーザ共振器の動作効率の向上、ひいては出力の増加を実現することができる。
【００４３】
図４は、本発明に係るレーザ共振器の第２の実施の形態を示す図である。
【００４４】
この第２の実施の形態は、前述の第１の実施の形態の偏光制御素子２２を第１波長及び第２波長の２波長対応とすることにより、第２波長の光の直線偏光の方向を往路及び復路で整合させるものである。
【００４５】
レーザ共振器３０は、全反射鏡による第１終端鏡３１と、波長選択鏡による出力鏡３４と、これら第１終端鏡３１と出力鏡３４を結ぶ第１光路Ｌ３１上に、波長変換素子３３と、波長変換素子３３と第１終端鏡３１間に配置された偏光制御素子３２とを有している。
【００４６】
また、レーザ共振器３０は、全反射鏡による第２終端鏡３８と、出力鏡３４と第２終端鏡３８を結ぶ第２光路Ｌ３２上に、レーザ媒質３７と、レーザ媒質３７と出力鏡３４間に配置されたＱスイッチ３６と、Ｑスイッチ３６と出力鏡３４間に配置された折り返し鏡３５とを有している。
【００４７】
偏光制御素子３２には、第１波長と第２波長の２波長に対応する波長板を用いる。この偏光制御素子３２は、レーザ媒質３７から供給された第１波長のレーザ光について、往路及び復路で合わせて１／４波長またはこの奇数倍の位相遅延を生成する。これによって、レーザ光の偏光を第１光路Ｌ３１の光軸周りに往路及び復路で合わせて９０度回転させる。
【００４８】
一方、偏光制御素子３２は、レーザ光が波長変換素子３３で波長変換された第２波長の光について、往路及び復路で合わせて１／２波長またはこの整数倍（０倍を含む）の位相遅延を生成する。これによって、この光の偏光を第１光路Ｌ３１の光軸周りに合わせて１８０度回転させる。
【００４９】
出力鏡３４は、第１及び第２光路Ｌ３１，Ｌ３２の光軸に対して略４５度の角度を有して配置され、出力光を前記第１光路Ｌ３１の光軸に沿って外部に出射するとともに、第１光路Ｌ３１に沿った光と第２光路Ｌ３２に沿った光の方向を互いに転換する折り曲げ鏡を兼ねている。この出力鏡３４は、レーザ媒質３７によって発生された第１波長のレーザ光に対する反射率が高く、このレーザ光を波長変換素子３３で波長変換した第２波長の光に対する透過率が高いような特性を有している。
【００５０】
続いて、前述した構成を有する第２の実施の形態のレーザ共振器３０の作用を説明する。
【００５１】
第１終端鏡３１と出力鏡３４間の第１光路Ｌ３１と、出力鏡３４と第２終端鏡３８間の第２光路Ｌ３２が、出力鏡３４で折り返された一連の光路上にレーザ媒質３７を備えるレーザ共振器において、この光路を繰り返し反射する光は、図示しないクリプトンランプ等の励起源によって励起されたレーザ媒質３７によって増幅され、第１波長の無偏光のレーザ光を発生する。
【００５２】
本実施の形態では、第２光路Ｌ３２中にＱスイッチ３６を備え、レーザ媒質３７によって増幅されるレーザ光の強度が十分大きくなるまでＱスイッチ３６で光の透過を阻止し、十分な強度に達した後にＱスイッチ３６を透過させるように、Ｑスイッチ３６を制御している。
【００５３】
Ｑスイッチ３６がオンされると、Ｑスイッチ３６を透過したレーザ光は、第１光路上Ｌ３１の波長変換素子３３によって第１波長から第２波長に変換される。この第２波長の光は、出力鏡３４を透過してレーザ共振器外に出力される。
【００５４】
本実施の形態のレーザ共振器３０は、Ｑスイッチ３６によるスイッチングにより間歇的にレーザ光を発生する。しかしながら、Ｑスイッチ３６を設けず、レーザ共振器でレーザ光を連続発振させることにより、レーザ光を連続的に出力することも可能である。
【００５５】
本実施の形態では、レーザ媒質３７から出た第１波長のレーザ光は往路で直交する偏光成分の片方が波長変換素子３３によって第２波長に波長変換される。波長変換素子３３を抜けたレーザ光は、偏光制御素子３２を往復通過することにより、偏光を第１の光軸Ｌ３１周りに合わせて９０度回転させられる。
【００５６】
このように偏光を９０度回転されたレーザ光が復路で再度波長変換素子３３を通過する際、今度は直交する偏光成分のもう一方が波長変換される。すなわち、往復でレーザ光の偏光を９０度回転させることによって無偏光の直交する両方の偏光成分を波長変換に寄与させている。
【００５７】
したがって、本実施の形態は、偏光制御素子３２を用いることにより、直線偏光を選択する際の損失を少なくして、レーザ共振器の動作効率の向上、ひいては出力の増加を実現することができる。
【００５８】
一方、波長変換素子３３によって変換された第２波長の光は、一般に直線偏光状態となっている。このような第２波長の光は、偏光制御素子３２を往復通過することにより、偏光を合わせて１８０度回転させられる。したがって、第２波長の光は、偏光制御素子３２を往復して通過しても直線偏光の偏光方向は維持される。
【００５９】
第２波長の光の直線偏光の偏光方向は、例えば、第２波長の光が出力鏡３４を低損失で透過させるためなど、レーザ共振器における動作効率の向上に重要である。本実施の形態では、前記偏光制御素子３２によって直線偏光方向を所定の方向に維持することにより、このことを実現している。
【００６０】
図５は、本発明に係るレーザ共振器の第３の実施の形態を示す図である。
【００６１】
この第３の実施の形態は、前述した内部変換型レーザ共振器に適用した本発明を、外部変換型レーザ共振器に適用したものである。
【００６２】
レーザ共振器４０は、全反射鏡による終端鏡４１と、波長選択鏡による出力鏡４４と、これら終端鏡４１と出力鏡４４を結ぶ第１光路Ｌ４１上に、波長変換素子４３と、波長変換素子４３と終端鏡４１間に配置された偏光制御素子４２とを有している。
【００６３】
また、レーザ共振器４０は、第１波長のレーザ光を供給するレーザ装置４５を有し、出力鏡４４とレーザ装置４５間に第２光路Ｌ４２を形成している。
【００６４】
出力鏡４４は、第１及び第２光路Ｌ４１，Ｌ４２の光軸に対して略４５度の角度を有して配置され、出力光を前記第１光路Ｌ４１の光軸に沿って外部に出射するとともに、第１光路Ｌ４１に沿った光と第２光路Ｌ４２に沿った光の方向を互いに転換する折り曲げ鏡を兼ねている。この出力鏡４４は、レーザ装置４５から供給された第１波長のレーザ光に対する反射率が高く、レーザ光を波長変換素子４３で波長変換した第２波長の光に対する透過率が高いような特性を有している。
【００６５】
偏光制御素子４２は、第１光路Ｌ４１に沿って往復するレーザ光の偏光を、この第１光路Ｌ４１の光軸周りに往路及び復路で合わせて９０度回転する。なお、往路とはレーザ装置４５から第１終端鏡４１へ向かう光路をいい、復路とは第１終端鏡４１からレーザ装置４５へ向かう光路をいうものとする。
【００６６】
続いて、前述した構成を有する第３の実施の形態のレーザ共振器４０の作用を説明する。
【００６７】
第１終端鏡４１と出力鏡４４間の第１光路Ｌ４１と、出力鏡４４とレーザ共振器４５間の第２光路Ｌ４２が、出力鏡４４で折り返された一連の光路で構成されるレーザ共振器において、レーザ装置４５から供給された無偏光のレーザ光はこの一連の光路を繰り返し往復する。
【００６８】
本実施の形態では、レーザ装置４５から供給された第１波長のレーザ光は往路で直交する偏光成分の片方が波長変換素子４３によって第２波長に波長変換される。波長変換素子４３を抜けたレーザ光は、偏光制御素子４２を往復通過することにより、偏光を第１の光軸Ｌ４１周りに合わせて９０度回転させられる。
【００６９】
このように偏光を９０度回転されたレーザ光が復路で再度波長変換素子４３を通過する際、今度は直交する偏光成分のもう一方が波長変換される。すなわち、往復でレーザ光の偏光を９０度回転させることによって無偏光の直交する両方の偏光成分を波長変換に寄与させている。
【００７０】
したがって、本実施の形態では、偏光制御素子４２を用いることにより、直線偏光を選択する際の損失を少なくし、レーザ共振器の動作効率の向上、ひいては出力の増加を実現することができる。
【００７１】
ここで、この第３の実施の形態では、前述した終端鏡４１、偏光制御素子４２、波長変換素子４３及び終端鏡４４を波長変換装置として構成し、この波長変換装置を外部のレーザ装置４５と組み合わせることによって実現することもできる。すなわち、この波長変換装置をレーザ装置とは独立に提供することもできる。
【００７２】
なお、前述の第１乃至第３の実施の形態において、偏光制御素子２２、３２、４２として１／４波長板、１／２波長板、ファラデーローテータを例示したが、本発明はこれに限定されない。偏光制御素子２２、３２、４２には、これらに代わって、ポッケルスセル、フレネル素子を利用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来の内部変換型のレーザ共振器の概略を示す図である。
【図２】レーザ共振器の最小限の構成を示す図である。
【図３】レーザ共振器の第１の実施の形態を示す図である。
【図４】レーザ共振器の第２の実施の形態を示す図である。
【図５】レーザ共振器の第３の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１  終端鏡
１２  レーザ媒質
１３  出力鏡
１４  波長変換素子
１５  偏光制御素子
２２  偏光制御素子
２３  波長変換素子
２７  レーザ媒質
３２  偏光制御素子
３３  波長変換素子
３７  レーザ媒質
４２  偏光制御素子
４３  波長変換素子
４５  レーザ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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