JP2006269587A - Pulse width variable laser resonator - Google Patents

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JP2006269587A JP2005083205A JP2005083205A JP2006269587A JP 2006269587 A JP2006269587 A JP 2006269587A JP 2005083205 A JP2005083205 A JP 2005083205A JP 2005083205 A JP2005083205 A JP 2005083205A JP 2006269587 A JP2006269587 A JP 2006269587A
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Yosuke Akino
陽介 秋野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse width variable laser resonator the revision of the length of which is achieved without the need for revising the size of the whole resonator, capable of attaining high mechanical stability, and preventing a remarkable change in a laser output and the occurrence of damages to an optical component. <P>SOLUTION: The laser resonator is provided with a pair of roof prisms whose ridgelines are orthogonal to each other, a laser medium located on the optical axis of the laser resonator, a stimulation light source for stimulating the laser medium, and a reflector for confining the stimulated light produced from the stimulation light source. In the resonator, the reflector fixed with the laser medium and the stimulation light source can be moved in parallel in a way of not tilting the end face of the laser medium, so that the number of times of the laser beam passing through the ridgelines of the roof prisms can be varied in response to a required pulse width when the laser beam once circulates the resonator. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えばレーザ誘導装置用固体レーザ装置に用いられ、ルーフプリズムを採用したパルス幅可変のレーザ共振器に関するものである。   The present invention relates to a laser resonator of variable pulse width, which is used in, for example, a solid-state laser device for a laser guidance device and employs a roof prism.

従来のレーザ共振器では、互いに対向して、配置された1対の反射鏡、反射鏡間に同心に配置されたレーザ媒質、レーザ媒質を励起する励起光源で構成される。レーザ共振器において、パルス幅を変化させるには、励起光源の入力エネルギーの変化、共振器長の変化、偏光子反射率の変化が必要である。(例えば、非特許文献1参照)。 A conventional laser resonator includes a pair of reflecting mirrors arranged opposite to each other, a laser medium arranged concentrically between the reflecting mirrors, and an excitation light source for exciting the laser medium. In the laser resonator, in order to change the pulse width, it is necessary to change the input energy of the excitation light source, the resonator length, and the polarizer reflectance. (For example, refer nonpatent literature 1).

Springer series in OPTICAL SCIENCES Vol.1 「Solid-State Laser Engineering Fifth Revised and Updated Edition」Walter Koechner著 P.219Springer series in OPTICAL SCIENCES Vol.1 `` Solid-State Laser Engineering Fifth Revised and Updated Edition '' by Walter Koechner P.219

上記のように2枚の反射鏡で配置された共振器において、パルス幅を変更する場合、励起光源の入力エネルギーを変化させることは、レーザ出力に大きな影響を及ぼし、発振閾値近傍では、レーザ出力が著しく低下してしまう。また、共振器長を変化させることは、長くする場合、反射装置間の間隔を大きくする為、共振器のサイズの増加及び機械安定性の低下等の悪影響を及ぼす。また、偏光子反射率を変化させると、出力エネルギー及び共振器内部エネルギーに大きく影響を及ぼし、場合によっては、共振器内部エネルギーの増加により、共振器を構成する光学部品を損傷させてしまう。 When the pulse width is changed in the resonator arranged with the two reflecting mirrors as described above, changing the input energy of the excitation light source has a large effect on the laser output. Will drop significantly. In addition, changing the resonator length has an adverse effect such as an increase in the size of the resonator and a decrease in mechanical stability because the interval between the reflecting devices is increased when the resonator length is increased. Also, changing the polarizer reflectivity greatly affects the output energy and the internal energy of the resonator. In some cases, the increase of the internal energy of the resonator damages the optical components constituting the resonator.

この発明は,かかる問題点を解決するためになされたもので,共振器全体のサイズを変更することなく、共振器長の変更を実現し、機械安定性が高く、レーザ出力の著しい変化及び共振器内部エネルギーの増加による光学部品の損傷を防止できるパルス幅可変レーザ共振器を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and realizes the change of the resonator length without changing the size of the whole resonator, the high mechanical stability, the remarkable change of the laser output and the resonance. It is an object of the present invention to provide a pulse width variable laser resonator capable of preventing damage to optical components due to an increase in internal energy of the resonator.

この発明に係るパルス幅可変レーザ共振器は、互いに直角に配置された第1及び第2の反射面を有する第1のルーフプリズムと互いに直角に配置された第3及び第4の反射面を有する第2のルーフプリズムとで構成されるレーザ共振器と、前記レーザ共振器の光軸上に設置されたレーザ媒質と、前記レーザ媒質を励起する励起光源と、前記レーザ媒質と前記励起光源と保持し前記励起光源から発生した励起光を閉じ込めるリフレクタと、前記リフレクタを前記レーザ共振器の光軸垂直方向に平行移動させる平行移動手段とを備え、
前記レーザ共振器の共振器長は、前記平行移動手段が前記リフレクタを前記レーザ共振器の光軸垂直方向に平行移動することで、変更するようにしたことを特徴とするパルス幅可変レーザ共振器
A pulse width variable laser resonator according to the present invention has a first roof prism having first and second reflecting surfaces arranged at right angles to each other and third and fourth reflecting surfaces arranged at right angles to each other. A laser resonator including a second roof prism, a laser medium installed on an optical axis of the laser resonator, an excitation light source for exciting the laser medium, and the laser medium and the excitation light source. And a reflector for confining the excitation light generated from the excitation light source, and a translation means for translating the reflector in a direction perpendicular to the optical axis of the laser resonator,
The resonator length of the laser resonator is changed by the parallel moving unit moving the reflector in the direction perpendicular to the optical axis of the laser resonator.

この発明によれば、共振器全体のサイズを変更することなく共振器長を変更することができ、小型で、機械安定性が高く、レーザ出力の著しい変化及び共振器内部エネルギーの増加による光学部品の損傷を防止したパルス幅可変のレーザ共振器を得ることができる。   According to the present invention, the length of the resonator can be changed without changing the size of the entire resonator, and the optical component is small, has high mechanical stability, has a significant change in laser output, and increases the internal energy of the resonator. Thus, it is possible to obtain a laser resonator with a variable pulse width that prevents damage of the laser.

実施の形態1.
図1は,この発明の実施の形態1のパルス幅可変レーザ共振器を示す構成図である。図1において,第1のルーフプリズム1,第2のルーフプリズム2はレーザ光を閉じ込める一対のルーフプリズムを構成し、第1のルーフプリズム1の稜線1aと第2のルーフプリズム2の稜線2aは互いに直交している。また、第1のルーフプリズム1は、図2に示すように、第1の入射面1dの第1の稜線1aと交差せず、かつルーフプリズムの下半部に第5の反射面1eを設置している。レーザ媒質3は励起光源4により励起される。リフレクタ6は、レーザ媒質3と励起光源4を保持し、励起光源4の光をレーザ媒質3に効率良く入射させる。偏光子7は出力反射鏡の機能を持つ。第1のルーフプリズム1と第2のルーフプリズム2とレーザ媒質3と偏光子7とポッケルスセル14は全て同心同軸に位置し、偏光子7は、光軸に対して、ブリュースター角に配置している。リフレクタ6、偏光子7、ポッケルスセル14は、ASSY8で固定され、ASSY平行移動手段9により、平行移動することができる。
Embodiment 1 FIG.
1 is a configuration diagram showing a pulse width variable laser resonator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a first roof prism 1 and a second roof prism 2 constitute a pair of roof prisms for confining laser light. The ridge line 1a of the first roof prism 1 and the ridge line 2a of the second roof prism 2 are They are orthogonal to each other. Further, as shown in FIG. 2, the first roof prism 1 does not intersect the first ridge line 1a of the first incident surface 1d, and the fifth reflecting surface 1e is installed in the lower half of the roof prism. is doing. The laser medium 3 is excited by an excitation light source 4. The reflector 6 holds the laser medium 3 and the excitation light source 4 and efficiently makes the light from the excitation light source 4 incident on the laser medium 3. The polarizer 7 has a function of an output reflecting mirror. The first roof prism 1, the second roof prism 2, the laser medium 3, the polarizer 7, and the Pockels cell 14 are all concentrically coaxial, and the polarizer 7 is disposed at a Brewster angle with respect to the optical axis. ing. The reflector 6, the polarizer 7, and the Pockels cell 14 are fixed by the ASSY 8 and can be translated by the ASSY translation unit 9.

ここで、共振器長R、光速c、共振器内部損失L、共振器周回時間をt=2R/c、レーザ媒質3の小信号利得をgl、変数Z=2gl /L、a=(Z−1)/(Zln(Z))とすると、出力結合量が最適な条件の時のQ−SWレーザにおいて、パルス幅tは、t=t/L[ln(Z)/{Z(1−a(1−ln(a)))}]で表される。パルス幅tと共振器長Rは、比例の関係にあり、共振器長がn倍に増加した場合、パルス幅もn倍に増加する。従って、共振器長Rを変えることによって、パルス幅tを調節することができる。 Here, the resonator length R, the speed of light c 0 , the resonator internal loss L, the resonator circulation time is t R = 2R / c 0 , the small signal gain of the laser medium 3 is g 0 l, and the variable Z = 2g 0 l / L, a = when (Z-1) / (zln (Z)), the Q-SW laser when the output bond content optimal conditions, the pulse width t p is, t p = t R / L [ln (Z) / {Z (1-a (1-ln (a)))}]. Pulse width t p and the resonator length R is in proportional relation, if the cavity length is increased to n times the pulse width also increases to n times. Thus, by varying the resonator length R, it is possible to adjust the pulse width t p.

次に,動作について説明する。図3は、共振器長Rの時のパルス幅可変レーザ共振器の動作を示す説明図である。励起光源4により励起されレーザ媒質3より発生した光の光路5aと同方向の光は、ルーフプリズム2へ進み、第3の反射面2b、第4の反射面2cで反射し、入射光と逆方向に光路5aに沿って進み、レーザ媒質3を通過し、増幅され、ポッケルスセル14、偏光子7を通過し、第1のルーフプリズム1へ進み、第1、第2の反射面1b、1cに反射後、入射光と逆方向に光路5aに沿って、偏光子7、ポッケルスセル14を順次通過し、再度レーザ媒質3を通過する。この動作を繰返し、レーザ媒質3に蓄積されたエネルギーが共振器内部の損失より、大きくなった時、偏光子7より、レーザ光が出力される。この時の共振器長はR[mm]であり、パルス幅はtp [ns]となる。 Next, the operation will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the pulse width variable laser resonator when the resonator length is R. FIG. The light in the same direction as the optical path 5a of the light generated from the laser medium 3 excited by the excitation light source 4 proceeds to the roof prism 2 and is reflected by the third reflection surface 2b and the fourth reflection surface 2c, and is opposite to the incident light. The light travels in the direction along the optical path 5a, passes through the laser medium 3, is amplified, passes through the Pockels cell 14, the polarizer 7, travels to the first roof prism 1, and the first and second reflecting surfaces 1b, 1c. After being reflected, the light passes through the polarizer 7 and the Pockels cell 14 sequentially along the optical path 5a in the direction opposite to the incident light, and then passes through the laser medium 3 again. This operation is repeated, and when the energy accumulated in the laser medium 3 becomes larger than the loss inside the resonator, laser light is output from the polarizer 7. At this time, the resonator length is R [mm], and the pulse width is t p [ns].

次に、共振器長をRから2Rに延長する方法について説明する。図4は、図1の第1の光路5aを含むy−z面に対する断面図で、(a)は、ASSY8の平行移動前、(b)は、ASSY8を平行移動した後の図である。 共振器長をRから2Rに延長させる場合は、(a)のASSY平行移動手段9より、ASSY8をy軸方向に平行移動させ、第1のルーフプリズム1、第2のルーフプリズム2に閉じ込められる光が、第2のルーフプリズム2の第2の稜線2aに入射せず、全ての光が、第3の反射面2b、第4の反射面2cに反射するようにする。 Next, a method for extending the resonator length from R to 2R will be described. 4A and 4B are cross-sectional views with respect to the yz plane including the first optical path 5a of FIG. 1, in which FIG. 4A is a diagram before the ASSY 8 is translated, and FIG. 4B is a diagram after the ASSY 8 is translated. When extending the resonator length from R to 2R, the ASSY 8 is translated in the y-axis direction by the ASSY parallel moving means 9 in FIG. The light does not enter the second ridge line 2a of the second roof prism 2, and all the light is reflected on the third reflection surface 2b and the fourth reflection surface 2c.

図5は、共振器長2Rの時の動作を示す説明図である。励起光源4により励起されレーザ媒質3より発生した光の光路5aと同方向の光は、ルーフプリズム2へ進み、第3の反射面2bを反射し、第2の光路5bに沿って進み、第4の反射面2cを反射し、第3の光路5cに沿って進み、第1のルーフプリズム1に入射し、第1、第2の反射面1b、1cを反射し、入射光と逆方向に光路5cに沿って進み、第2のルーフプリズム2に入射し、第4の反射面2cを反射し、第2の光路5bに沿って進み、第3の反射面2bを反射し、光路5aに沿って進み、レーザ媒質3に入射し、増幅され、ポッケルスセル14、偏光子7を通過し、第1のルーフプリズム1へ進み、第1、第2の反射面1b、1cに反射後、入射光と逆方向に光路5aに沿って、偏光子7、ポッケルスセル14を順次通過し、再度レーザ媒質3を通過する。この動作を繰返し、レーザ媒質3に蓄積されたエネルギーが共振器内部の損失より、大きくなった時、偏光子7より、レーザ光が出力される。この時、共振器長は2R[mm]となり、パルス幅は2tp [ns]となる。なお、第3の反射面2bと第4の反射面2c間の距離は、第1のルーフプリズム1と第2のルーフプリズム2間の距離Rに比べて、非常に小さいものとし、無視している。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation when the resonator length is 2R. The light in the same direction as the optical path 5a of the light excited by the excitation light source 4 and generated from the laser medium 3 proceeds to the roof prism 2, reflects the third reflecting surface 2b, travels along the second optical path 5b, 4 is reflected on the reflecting surface 2c, travels along the third optical path 5c, enters the first roof prism 1, reflects on the first and second reflecting surfaces 1b, 1c, and in a direction opposite to the incident light. Proceed along the optical path 5c, enter the second roof prism 2, reflect the fourth reflecting surface 2c, proceed along the second optical path 5b, reflect the third reflecting surface 2b, and enter the optical path 5a. And then enters the laser medium 3, is amplified, passes through the Pockels cell 14 and the polarizer 7, proceeds to the first roof prism 1, and is incident on the first and second reflecting surfaces 1 b and 1 c after being reflected. The light passes through the polarizer 7 and the Pockels cell 14 sequentially along the optical path 5a in the opposite direction to the light, It passes through the laser medium 3. This operation is repeated, and when the energy accumulated in the laser medium 3 becomes larger than the loss inside the resonator, laser light is output from the polarizer 7. At this time, the resonator length is 2R [mm], and the pulse width is 2 t p [ns]. Note that the distance between the third reflecting surface 2b and the fourth reflecting surface 2c is much smaller than the distance R between the first roof prism 1 and the second roof prism 2, and is ignored. Yes.

次に、共振器長を2Rから4Rに延長する方法について説明する。図6は、図1の第1の光路5aを含むx−z面に対する断面図で、(a)は、ASSYを平行移動前、(b)は、ASSY平行移動後の図である。 共振器長を2Rから、4Rに延長させる場合は、(a)のASSY平行移動手段9より、ASSY8をx軸方向に平行移動させ、第1のルーフプリズム1、第2のルーフプリズム2に閉じ込められる光が、第1のルーフプリズム1の第1の稜線1aに入射せず、全ての光が、第1の反射面1bまたは第2の反射面1cに反射するようにする。 Next, a method for extending the resonator length from 2R to 4R will be described. 6A and 6B are cross-sectional views with respect to the xz plane including the first optical path 5a of FIG. 1, in which FIG. 6A is a diagram before ASSY is translated, and FIG. 6B is a diagram after ASSY translation. When extending the resonator length from 2R to 4R, the ASSY 8 is translated in the x-axis direction by the ASSY parallel moving means 9 in FIG. The incident light does not enter the first ridge line 1a of the first roof prism 1, and all the light is reflected on the first reflecting surface 1b or the second reflecting surface 1c.

図7は、共振器長4Rの時の動作を示す説明図である。励起光源4により、励起されレーザ媒質3より発生した光の光路5aと同方向の光は、第2のルーフプリズム2へ進み、第3の反射面2bを反射し、第2の光路5bに沿って進み、第4の反射面2cを反射し、第3の光路5cに沿って進み、第1のルーフプリズム1の第5の反射面1eに反射し、入射光と逆方向に第3の光路5cに沿って進み、第2のルーフプリズム2に入射し、第4の反射面2cを反射し、第2の光路5bに沿って進み、第3の反射面2bを反射し、光路5aに沿って進み、レーザ媒質3に入射し、増幅され、ポッケルスセル14、偏光子7を通過し、第1のルーフプリズム1へ進み、第2の反射面1cを反射し、第8の光路5hに沿って進み、第1の反射面1bを反射し、第7の光路5gに沿って進み、第2のルーフプリズム2へ進み、第3の反射面2bを反射し、第6の光路5fに沿って進み、第4の反射面2cを反射し、第5に光路5eに沿って進み、第1のルーフプリズム1へ進み、第1の反射面1bを反射し、第4の光路5dに沿って進み、第2の反射面2cを反射し、第3の光路5cに沿って進み、第5の反射面1eを反射し、入射光と逆方向に第3の光路5cに沿って進み、第2の反射面1cを反射し、第4の光路5dに沿って進み、第1の反射面1bを反射し、第5の反射面5eに沿って進み、第2のルーフプリズム2へ進み、第4の反射面2cを反射し、第6の光路5fに沿って進み、第3の反射面2bを反射し、第7の反射面5gに沿って進み、第1のルーフプリズム1へ入射し、第1の反射面1bを反射し、第8の光路5hに沿って進み、第2の反射面1cを反射し、第1の光路5aに沿って進み、偏光子7、ポッケルスセル14を順次通過し、再度レーザ媒質3を通過する。この動作を繰返し、レーザ媒質3に蓄積されたエネルギーが共振器内部の損失より、大きくなった時、偏光子7より、レーザ光が出力される。この時、共振器長は4R[mm]であり、パルス幅は4tp [ns]となる。なお、第1の反射面1bと第2の反射面1c間の距離及び第3の反射面2bと第4の反射面2c間の距離は、第1のルーフプリズム1と第2のルーフプリズム2間の距離Rに比べて、非常に小さいものとし、無視している。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the operation when the resonator length is 4R. The light in the same direction as the optical path 5a of the light generated by the pumping light source 4 and generated from the laser medium 3 travels to the second roof prism 2, reflects the third reflecting surface 2b, and follows the second optical path 5b. And then reflected on the fourth reflecting surface 2c, proceeded along the third optical path 5c, reflected on the fifth reflecting surface 1e of the first roof prism 1, and the third optical path in the direction opposite to the incident light. 5c, enters the second roof prism 2, reflects the fourth reflective surface 2c, travels along the second optical path 5b, reflects the third reflective surface 2b, and travels along the optical path 5a. , Enters the laser medium 3, is amplified, passes through the Pockels cell 14 and the polarizer 7, travels to the first roof prism 1, reflects the second reflecting surface 1 c, and travels along the eighth optical path 5 h. And then reflected on the first reflecting surface 1b, proceeded along the seventh optical path 5g, , The third reflecting surface 2b is reflected, the light travels along the sixth optical path 5f, the fourth reflective surface 2c is reflected, the fifth travels along the optical path 5e, and the first roof prism. The first reflection surface 1b is reflected, the light travels along the fourth optical path 5d, the second reflection surface 2c reflects, the third light path 5c travels, and the fifth reflection surface 1e. , And travels along the third optical path 5c in the opposite direction to the incident light, reflects the second reflective surface 1c, travels along the fourth optical path 5d, reflects the first reflective surface 1b, Proceed along the fifth reflective surface 5e, proceed to the second roof prism 2, reflect the fourth reflective surface 2c, proceed along the sixth optical path 5f, reflect the third reflective surface 2b, Proceeds along the seventh reflecting surface 5g, enters the first roof prism 1, reflects the first reflecting surface 1b, and proceeds along the eighth optical path 5h. Reflects the second reflecting surface 1c, proceeds along a first optical path 5a, the polarizer 7, and sequentially passes through the Pockels cell 14, it passes through the laser medium 3 again. This operation is repeated, and when the energy accumulated in the laser medium 3 becomes larger than the loss inside the resonator, laser light is output from the polarizer 7. At this time, the resonator length is 4R [mm], and the pulse width is 4 t p [ns]. In addition, the distance between the 1st reflective surface 1b and the 2nd reflective surface 1c and the distance between the 3rd reflective surface 2b and the 4th reflective surface 2c are the 1st roof prism 1 and the 2nd roof prism 2. The distance R between them is very small and ignored.

このように、ASSY8を移動させることにより、段階的にパルス幅を可変にでき、第1のルーフプリズム1と第2のルーフプリズム2間の折り返し回数を増加させることにより、共振器長を延長させる構成の為、共振器全体のサイズを小さく設計することが容易である。また、ルーフプリズムの稜線による回折による損失が生じ、レーザ光の利用効率が低下するが、励起エネルギーを閾値近傍に設定し、レーザ出力を著しく低下させる必要はない。また、出力結合量を変える必要が無い為、共振器内部エネルギーの増加による光学部品の損傷を防止することができる。
また、図8(a)のように、ルーフプリズム12は、稜線12aを挟み、反射面12b、12cが、直角に設置されており、入射面に対して光軸が垂直に入射した時、光軸と反射面12b、12cとがなす角は45°となる。光軸12と平行な入射光路13aに沿って進む入射光は、ルーフプリズム12へ進み、反射面12bを直角に反射し、光路13cに沿って進み、反射面12cを直角に反射し、反射光路13bに沿って進む。図8(b)にように、ルーフプリズム12が傾き角θを持った場合、光軸と反射面12b、12cとがなす角は45+θ°となり、光軸12と平行な入射光路13aに沿って進む入射光は、ルーフプリズム12へ進み、反射面12bを反射角90+2θ°で反射し、光路13cに沿って進み、反射面12cを反射角90-2θ°で反射し、反射光路13bに沿って進むこととなる。このように、入射光路13aと反射光路13bとの角度変化は、180°となるため、稜線12aを中心軸とした傾きが生じても入射光と平行かつ逆方向に反射する。この為、本共振器は、稜線を互いに直交させた一対のルーフプリズムで構成することにより、ルーフプリズムの傾き及び各光学部品の傾き及びずれにより発生するルーフプリズムへの入射光の傾き、ずれ、振動に強いという効果が得られる。
In this way, by moving the ASSY 8, the pulse width can be made variable stepwise, and by increasing the number of turns between the first roof prism 1 and the second roof prism 2, the resonator length is extended. Because of the configuration, it is easy to design a small size of the entire resonator. In addition, loss due to diffraction due to the ridgeline of the roof prism occurs and the use efficiency of the laser light is reduced, but it is not necessary to set the excitation energy near the threshold value and to significantly reduce the laser output. Further, since there is no need to change the amount of output coupling, it is possible to prevent damage to optical components due to an increase in resonator internal energy.
Further, as shown in FIG. 8A, the roof prism 12 has the ridge line 12a sandwiched, the reflecting surfaces 12b and 12c are installed at a right angle, and when the optical axis is incident perpendicular to the incident surface, The angle formed by the axis and the reflecting surfaces 12b and 12c is 45 °. Incident light traveling along an incident optical path 13a parallel to the optical axis 12 travels to the roof prism 12, reflects the reflecting surface 12b at a right angle, travels along the optical path 13c, reflects the reflecting surface 12c at a right angle, and reflects the reflected light path. Proceed along 13b. As shown in FIG. 8B, when the roof prism 12 has an inclination angle θ, the angle formed by the optical axis and the reflecting surfaces 12b and 12c is 45 + θ °, and along the incident optical path 13a parallel to the optical axis 12. The traveling incident light travels to the roof prism 12, reflects off the reflection surface 12b at a reflection angle of 90 + 2θ °, travels along the optical path 13c, reflects off the reflection surface 12c at a reflection angle of 90-2θ °, and travels along the reflection light path 13b. It will go on. As described above, the angle change between the incident light path 13a and the reflected light path 13b is 180 °, so that even if an inclination with the ridge line 12a as the central axis occurs, the light is reflected in parallel and in the opposite direction. For this reason, this resonator is composed of a pair of roof prisms whose ridge lines are orthogonal to each other, so that the inclination of the incident light to the roof prism caused by the inclination of the roof prism and the inclination and deviation of each optical component, deviation, The effect of being strong against vibration is obtained.

実施の形態2.
図9は,この発明の実施の形態2を示す構成図である。図において,第1のルーフプリズム1,第2のルーフプリズム2はレーザ光を閉じ込める一対のルーフプリズムを構成し、第1のルーフプリズム1の稜線1aと第2のルーフプリズム2の稜線2aは互いに直交している。また、第1のルーフプリズム1は、図2で示すように、第1の入射面1dの第1の稜線と交差せず、かつルーフプリズムの下半部に第5の反射面1eを設置している。3はレーザ媒質,レーザ媒質3は励起光源4により励起される。リフレクタ6は、レーザ媒質3と励起光源4を保持し、励起光源4の光をレーザ媒質3に効率良く入射させる。偏光子7は出力反射鏡の機能を持つ。第1のルーフプリズム1、第2のルーフプリズム2、レーザ媒質3、偏光子7、ポッケルスセル14は全て同心同軸に位置し、偏光子7は、光軸に対して、ブリュースター角に配置している。第1のルーフプリズム1は、第1のルーフプリズム平行移動手段10により、x軸方向に、第2のルーフプリズム2は、第2のルーフプリズム平行移動手段11により、y軸方向に、平行移動を可能にしている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the first roof prism 1 and the second roof prism 2 constitute a pair of roof prisms that confine the laser beam, and the ridge line 1a of the first roof prism 1 and the ridge line 2a of the second roof prism 2 are Orthogonal. Further, as shown in FIG. 2, the first roof prism 1 does not intersect the first ridge line of the first incident surface 1d, and the fifth reflecting surface 1e is installed in the lower half of the roof prism. ing. 3 is a laser medium, and the laser medium 3 is excited by an excitation light source 4. The reflector 6 holds the laser medium 3 and the excitation light source 4 and efficiently makes the light from the excitation light source 4 incident on the laser medium 3. The polarizer 7 has a function of an output reflecting mirror. The first roof prism 1, the second roof prism 2, the laser medium 3, the polarizer 7, and the Pockels cell 14 are all located concentrically and the polarizer 7 is arranged at a Brewster angle with respect to the optical axis. ing. The first roof prism 1 is translated in the x-axis direction by the first roof prism translation means 10, and the second roof prism 2 is translated in the y-axis direction by the second roof prism translation means 11. Is possible.

次に、共振器長をRから2Rに延長する方法について説明する。図10は、図1の第1の光路5aを含むy−z面に対する断面図で、(a)は、第2のルーフプリズム2平行移動前で、 (b)は、第2のルーフプリズム2平行移動後の図である。共振器長をRから2Rに延長させる場合は、(a)の第2のルーフプリズム2平行移動手段11より、第1、第2のルーフプリズム1、2に閉じ込められる光が、第2のルーフプリズム2の第2の稜線2aに入射せず、全ての光が、第3または第4の反射面2b、2cに反射するように、平行移動させる。 Next, a method for extending the resonator length from R to 2R will be described. 10 is a cross-sectional view with respect to the yz plane including the first optical path 5a of FIG. 1, in which (a) is before the second roof prism 2 is translated, and (b) is the second roof prism 2. It is a figure after translation. When the resonator length is extended from R to 2R, the light confined in the first and second roof prisms 1 and 2 from the second roof prism 2 parallel moving means 11 in FIG. The light is not incident on the second ridge line 2a of the prism 2, but is translated so that all the light is reflected by the third or fourth reflecting surfaces 2b and 2c.

次に、共振器長を2Rから4Rに延長する方法について説明する。図11は、図1の第1の光路5aを含むx−z面に対する断面図で、(a)は、第1のルーフプリズム1平行移動前、 (b)は、第1のルーフプリズム1平行移動後の図である。共振器長を2Rから4Rに延長させる場合は、 (a)の第1のルーフプリズム1平行移動手段10より、第1、第2のルーフプリズム1、2に閉じ込められる光が、第1のルーフプリズム1の第1の稜線1aに入射せず、全ての光が、第1または第2の反射面に反射するように、平行移動させる。 Next, a method for extending the resonator length from 2R to 4R will be described. 11 is a cross-sectional view with respect to the xz plane including the first optical path 5a of FIG. 1, in which (a) is before translation of the first roof prism 1, and (b) is parallel to the first roof prism 1. FIG. It is a figure after a movement. When the resonator length is extended from 2R to 4R, the light confined in the first and second roof prisms 1 and 2 from the first roof prism 1 parallel moving means 10 in (a) is The light is not incident on the first ridge line 1a of the prism 1, but is translated so that all the light is reflected by the first or second reflecting surface.

次に,動作について説明する。動作に関しては、実施の形態1と同様である。 Next, the operation will be described. The operation is the same as in the first embodiment.

この実施の形態2によるパルス幅可変レーザ共振器は、実施1と同様に、共振器全体のサイズが不変でかつ、機械安定性が高く、レーザ出力の著しい変化及び共振器内部エネルギーの増加による光学部品の損傷を防止でき、傾きが互いに補償することができる為、振動に強い。また、偏光子を固定できる為、出射位置を一定にすることが可能で、各ルーフプリズムに関して、傾き不変の方向が一方向のみの為、平行移動が容易である。 In the pulse width variable laser resonator according to the second embodiment, as in the first embodiment, the size of the entire resonator is not changed, the mechanical stability is high, the laser output is significantly changed, and the optical energy due to the increase of the internal energy of the resonator is obtained. It is resistant to vibrations because it can prevent damage to the parts and compensate for the tilt. In addition, since the polarizer can be fixed, it is possible to make the emission position constant, and for each roof prism, since the tilt-invariant direction is only one direction, parallel movement is easy.

なお、実施の形態1,2では、ルーフプリズムを用いた場合について述べたが,ルーフプリズムの反射面を反射鏡に置き換えた反射装置にも利用できることは,いうまでもない。 In the first and second embodiments, the case where the roof prism is used has been described. Needless to say, the roof prism can also be used in a reflection device in which the reflection surface is replaced with a reflection mirror.

この発明の実施の形態1を示す概略の構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows Embodiment 1 of this invention. この発明の第1のルーフプリズム1を示す外形図である。1 is an external view showing a first roof prism 1 of the present invention. この発明の実施の形態1の共振器長Rの時の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation | movement at the time of the resonator length R of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の共振器長をRから2Rに延長する時のASSYの平行移動を示す概略図である。It is the schematic which shows the parallel displacement of ASSY when extending the resonator length of Embodiment 1 of this invention from R to 2R. この発明の実施の形態1の共振器長2Rの時の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation | movement at the time of the resonator length 2R of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1の共振器長を2Rから4Rに延長する時のASSYの平行移動を示す概略図である。It is the schematic which shows the parallel displacement of ASSY when extending the resonator length of Embodiment 1 of this invention from 2R to 4R. この発明の実施の形態1の共振器長4Rの時の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation | movement at the time of the resonator length 4R of Embodiment 1 of this invention. 図1のルーフプリズムが傾斜した時のルーフプリズムに入射したレーザ光の反射状態を示す示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reflection state of the laser beam which injected into the roof prism when the roof prism of FIG. 1 inclines. この発明の実施の形態2を示す概略の構成図である。It is a schematic block diagram which shows Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2の共振器長をRから2Rに延長する時の第2のルーフプリズム2の平行移動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the parallel displacement of the 2nd roof prism 2 when extending the resonator length of Embodiment 2 of this invention from R to 2R. この発明の実施の形態2の共振器長を2Rから4Rに延長する時の第1のルーフプリズム1の平行移動を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the parallel displacement of the 1st roof prism 1 when extending the resonator length of Embodiment 2 of this invention from 2R to 4R.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1のルーフプリズム、1a 第1の稜線、1b 第1の反射面、1c 第2の反射面、1d 第1の入射面、1e 第5の反射面、2 第2のルーフプリズム、2a 第2の稜線、2b 第3の反射面、2c 第4の反射面、2d 第1の入射面、2e 第5の反射面、3 レーザ媒質、4 励起光源、5a 第1の光路、5b 第2の光路、5c 第3の光路、5d 第4の光路、5e 第5の光路、5f 第6の光路、5g 第7の光路、5h 第8の光路、6 リフレクタ、7 偏光子、8 ASSY、9 ASSY平行移動手段、10 第1のルーフプリズム平行移動手段、11 第2のルーフプリズム平行移動手段、12ルーフプリズム、12a 稜線、12b 反射面、12c 反射面、12d 入射面、13a 入射光路、13b 反射光路、13c 光路、14 ポッケルスセル、15光軸。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st roof prism, 1a 1st ridgeline, 1b 1st reflective surface, 1c 2nd reflective surface, 1d 1st entrance plane, 1e 5th reflective surface, 2nd 2nd roof prism, 2a 1st 2 ridge lines, 2b third reflective surface, 2c fourth reflective surface, 2d first incident surface, 2e fifth reflective surface, 3 laser medium, 4 excitation light source, 5a first optical path, 5b second Optical path, 5c third optical path, 5d fourth optical path, 5e fifth optical path, 5f sixth optical path, 5g seventh optical path, 5h eighth optical path, 6 reflector, 7 polarizer, 8 ASSY, 9 ASSY Parallel moving means, 10 First roof prism parallel moving means, 11 Second roof prism parallel moving means, 12 Roof prism, 12a Ridge line, 12b Reflecting surface, 12c Reflecting surface, 12d Incident surface, 13a Incident light path, 13b Reflecting light path , 3c optical path 14 Pockels cell, 15 optical axis.

Claims (2)

互いに直角に配置された第1及び第2の反射面を有する第1のルーフプリズムと互いに直角に配置された第3及び第4の反射面を有する第2のルーフプリズムとで構成されるレーザ共振器と、
前記レーザ共振器の光軸上に設置されたレーザ媒質と、
前記レーザ媒質を励起する励起光源と、
前記レーザ媒質と前記励起光源と保持し前記励起光源から発生した励起光を閉じ込めるリフレクタと、
前記リフレクタを前記レーザ共振器の光軸垂直方向に平行移動させる平行移動手段とを備え、
前記平行移動手段が前記リフレクタを前記レーザ共振器の光軸垂直方向に平行移動させることで、前記レーザ共振器の共振器長が変動することを特徴とするパルス幅可変レーザ共振器。
Laser resonance comprising a first roof prism having first and second reflecting surfaces arranged at right angles to each other and a second roof prism having third and fourth reflecting surfaces arranged at right angles to each other And
A laser medium installed on the optical axis of the laser resonator;
An excitation light source for exciting the laser medium;
A reflector for holding the laser medium and the excitation light source and confining the excitation light generated from the excitation light source;
Translation means for translating the reflector in the direction perpendicular to the optical axis of the laser resonator,
The pulse width variable laser resonator according to claim 1, wherein the parallel movement means moves the reflector in the direction perpendicular to the optical axis of the laser resonator, whereby the resonator length of the laser resonator varies.
互いに直角に配置された第1及び第2の反射面を有する第1のルーフプリズムと互いに直角に配置された第3及び第4の反射面を有する第2のルーフプリズムとで構成されるレーザ共振器と、
前記レーザ共振器の光軸上に設置されたレーザ媒質と、
前記レーザ媒質を励起する励起光源と、
前記レーザ媒質と前記励起光源と保持し、前記励起光源から発生した励起光を閉じ込めるリフレクタと、
前記第1のルーフプリズムを前記レーザ共振器の光軸垂直方向に平行移動させる第1のルーフプリズム平行移動手段と、
前記第2のルーフプリズムを前記レーザ共振器の光軸垂直方向に平行移動させる第2のルーフプリズム平行移動手段とを備え、
前記第1、第2のルーフプリズム平行移動手段が前記第1、第2のルーフプリズムの少なくともいずれか1つを前記レーザ共振器の光軸垂直方向に平行移動させることで、前記レーザ共振器の共振器長が変動することを特徴とするパルス幅可変レーザ共振器。
Laser resonance comprising a first roof prism having first and second reflecting surfaces arranged at right angles to each other and a second roof prism having third and fourth reflecting surfaces arranged at right angles to each other And
A laser medium installed on the optical axis of the laser resonator;
An excitation light source for exciting the laser medium;
A reflector for holding the laser medium and the excitation light source and confining the excitation light generated from the excitation light source;
First roof prism translation means for translating the first roof prism in a direction perpendicular to the optical axis of the laser resonator;
A second roof prism translation means for translating the second roof prism in a direction perpendicular to the optical axis of the laser resonator;
The first and second roof prism translation means translates at least one of the first and second roof prisms in a direction perpendicular to the optical axis of the laser resonator. A variable pulse width laser resonator, wherein the resonator length varies.
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