JP2017059683A - Laser oscillator and spectrometer provided with laser oscillator, optical coherence tomography device, asynchronous optical sampling device, long-distance absolute distance measurement device, and cw laser high-speed, high-resolution spectrometer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー発振器及びレーザー発振器を備えた分光装置、光コヒーレンストモグラフィ装置、非同期光サンプリング装置、長距離絶対距離計測装置、CWレーザー高速高分解能分光装置に関する。 The present invention relates to a laser oscillator and a spectroscopic device including the laser oscillator, an optical coherence tomography device, an asynchronous optical sampling device, a long-range absolute distance measuring device, and a CW laser high-speed high-resolution spectroscopic device.
分子振動スペクトルを測定するために、マイケルソン干渉計を用いたフーリエ分光法(FT−IRともいう。)が広く用いられている。フーリエ分光法では、測定時にミラーを機械的に移動させる必要がある。そのためフーリエ分光法では、ミラーの移動速度が測定速度を向上するうえでボトルネックとなり、測定速度を向上し難い。 In order to measure a molecular vibration spectrum, Fourier spectroscopy (also referred to as FT-IR) using a Michelson interferometer is widely used. In Fourier spectroscopy, it is necessary to mechanically move the mirror during measurement. Therefore, in Fourier spectroscopy, the moving speed of the mirror becomes a bottleneck in improving the measuring speed, and it is difficult to improve the measuring speed.
そこで、フーリエ分光法より高い分解能でかつ短時間で分光スペクトルを取得できるデュアルコム分光法が注目されている(非特許文献1参照)。 Thus, attention has been focused on dual-comb spectroscopy that can acquire a spectral spectrum in a shorter time with higher resolution than Fourier spectroscopy (see Non-Patent Document 1).
デュアルコム分光法は、繰り返し周波数が異なる2つの超短パルスレーザーを重ね合わせて被検物に照射し、被検物を透過した光を検出し、検出した透過光をフーリエ変換して分光スペクトルを得る。このようにデュアルコム分光法では、ミラーを機械的に移動させることがなく、被検物を透過した光を検出してフーリエ変換すればよいので、より短時間で測定できる。 In dual-comb spectroscopy, two ultrashort pulse lasers with different repetition frequencies are overlapped and irradiated onto the specimen, the light transmitted through the specimen is detected, and the detected transmitted light is Fourier transformed to obtain a spectral spectrum. obtain. As described above, in the dual-comb spectroscopy, it is possible to measure in a shorter time because the mirror is not mechanically moved and the light transmitted through the test object is detected and Fourier-transformed.
しかしながら、デュアルコム分光法のように異なる周波数のレーザーを用いる測定方法では、2台のレーザー発振器と繰り返し周波数安定化機構とを用意する必要があり、装置を小型化することが難しかった。 However, in a measurement method using lasers with different frequencies such as dual comb spectroscopy, it is necessary to prepare two laser oscillators and a repetition frequency stabilization mechanism, and it is difficult to downsize the apparatus.
そこで、本発明は、装置を小型化できるレーザー発振器及びレーザー発振器を備えた分光装置、光コヒーレンストモグラフィ装置、非同期光サンプリング装置、長距離絶対距離計測装置、CWレーザー高速高分解能分光装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a laser oscillator that can reduce the size of the apparatus, a spectroscopic device including the laser oscillator, an optical coherence tomography device, an asynchronous optical sampling device, a long-range absolute distance measuring device, and a CW laser high-speed high-resolution spectroscopic device. For the purpose.
本発明のレーザー発振器は、第1ミラーと、前記第1ミラーと対向配置された第2ミラーと、前記第1ミラー及び前記第2ミラー間に配置された非線形結晶とを含み、励起光源によって誘導放出された光が、前記第1ミラー、前記非線形結晶、前記第2ミラーの順の第1方向及び前記第2ミラー、前記非線形結晶、前記第1ミラーの順の第2方向に周回する周回光路を備え、前記非線形結晶内の光路長が前記第1方向と前記第2方向とで異なり、前記光が前記第1方向に前記周回光路を周回してモードロックされた第1パルスレーザーと、前記光が前記第2方向に前記周回光路を周回してモードロックされ、繰り返し周波数が前記第1パルスレーザーと異なる第2パルスレーザーとを出射することを特徴とする。 The laser oscillator according to the present invention includes a first mirror, a second mirror disposed opposite to the first mirror, and a nonlinear crystal disposed between the first mirror and the second mirror, and is guided by an excitation light source. A circulating optical path in which the emitted light circulates in the first direction in the order of the first mirror, the nonlinear crystal, and the second mirror and in the second direction in the order of the second mirror, the nonlinear crystal, and the first mirror. A first pulsed laser in which the optical path length in the nonlinear crystal is different between the first direction and the second direction, and the light is mode-locked around the circulating optical path in the first direction, and The light circulates in the second optical path in the second direction and is mode-locked, and a second pulse laser having a repetition frequency different from that of the first pulse laser is emitted.
本発明の分光装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器と、前記レーザー発振器から出射された前記第1パルスレーザー及び前記第2パルスレーザーを重ね合わせる光重合手段と、前記第1パルスレーザー及び前記第2パルスレーザーを前記光重合手段によって重ね合わせた干渉波を検出する干渉波検出手段と、検出した前記干渉波をフーリエ変換するフーリエ変換手段とを備えることを特徴とする。
A spectroscopic device according to the present invention includes the laser oscillator according to any one of
本発明の光コヒーレンストモグラフィ装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えることを特徴とする。
An optical coherence tomography apparatus according to the present invention includes the laser oscillator according to any one of
本発明の非同期光サンプリング装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えることを特徴とする。 The asynchronous optical sampling apparatus of this invention is equipped with the laser oscillator of any one of Claims 1-8, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の長距離絶対距離計測装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えることを特徴とする。
The long distance absolute distance measuring device of the present invention is provided with the laser oscillator according to any one of
本発明のCWレーザー高速高分解能分光装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えることを特徴とする。
A CW laser high-speed and high-resolution spectroscopic device according to the present invention comprises the laser oscillator according to any one of
本発明のレーザー発振器は、非線形結晶内の光路長が第1方向と第2方向とで異なるので、繰り返し周波数が異なるパルスレーザーを発振でき、デュアルコム分光装置などの2つの異なる周波数のレーザーが必要な装置に用いることで、装置を小型化できる。 Since the optical path length in the nonlinear crystal is different between the first direction and the second direction, the laser oscillator of the present invention can oscillate pulse lasers with different repetition frequencies, and requires lasers with two different frequencies such as a dual comb spectrometer. By using it for a simple device, the device can be miniaturized.
本発明の分光装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えるので、小型化できる。
Since the spectroscopic device of the present invention includes the laser oscillator according to any one of
本発明の光コヒーレンストモグラフィ装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えるので、小型化できる。
Since the optical coherence tomography apparatus of the present invention includes the laser oscillator according to any one of
本発明の非同期光サンプリング装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えるので、小型化できる。
Since the asynchronous optical sampling apparatus of the present invention includes the laser oscillator according to any one of
本発明の長距離絶対距離計測装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えるので、小型化できる。
Since the long distance absolute distance measuring apparatus of the present invention includes the laser oscillator according to any one of
本発明のCWレーザー高速高分解能分光装置は、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレーザー発振器を備えるので、小型化できる。
Since the CW laser high-speed and high-resolution spectroscopic apparatus of the present invention includes the laser oscillator according to any one of
(1)本発明の実施形態に係るレーザー発振器の構成
図1に示すように、レーザー発振器1は、第1ミラー2と、第1ミラー2と対向配置された第2ミラー3と、第1ミラー2及び第2ミラー3間に配置され、非線形結晶としてのカーレンズ効果(光カー効果)を生じ得る利得媒体4と、第1ミラー2と隣合い第2ミラー3と向かい合うように配置された第3ミラー5と、第2ミラー3と隣合い第1ミラー2と向かい合うように配置されたアウトプットカプラ6とを備えている。
(1) Configuration of Laser Oscillator According to Embodiment of Present Invention As shown in FIG. 1, a
第1ミラー2及び第2ミラー3は、第1ミラー2の焦点と第2ミラー3の焦点とが重なるように配置されている。
The
本実施形態の場合、第1ミラー2及び第2ミラー3は反射率99.9%曲率半径30mmの凹面鏡であり、利得媒体4はサファイアにチタンがドープされたチタンサファイア結晶(Ti:Al2O3)であり、第3ミラー5は反射率99.8%曲率半径1000mmの凸面鏡であり、アウトプットカプラ6は反射率99.0%の平面鏡であり、1%の光が透過できる。
In the present embodiment, the
さらに本実施形態の場合、第1ミラー2、第2ミラー3、及び第3ミラー5は、チャープミラーである。このように各ミラーをチャープミラーとすることで、周回光路9を周回する光11の群速度分散を補償している。チャープミラーのかわりに通常のミラーを用いることもできる。その場合は、プリズム対を光の経路上に配置するなどして群速度分散を補償する。
Furthermore, in the case of this embodiment, the
なお、各ミラーの形状や反射率なども、下記で説明する周回光路9を形成することができれば、特に限定されない。また、利得媒体4としては、Yb: YAG, Yb:KYW, Yb:KY(WO4)2, Yb:YVO4, Yb:Sc2O3, Nd:YAG, Cr:YAG, Cr:forsterite, Cr:LiSGaF, Cr:LiSAF, Cr:LiCAF, Cr:ZnS, Cr:ZnSe, Pr:YLF,Yb:Y2O3,Yb:Lu2O3などなどを用いることができる。
The shape and reflectivity of each mirror are not particularly limited as long as the circulating
さらにレーザー発振器1は、励起光源7とレンズ8とを備えている。励起光源7は、第1ミラー2を挟んで利得媒体4と対向するように配置されており、励起光10を利得媒体4に照射する。励起光10が利得媒体4に照射されると利得媒体4が励起され、利得媒体から光11が誘導放出される。
The
励起光源7は、利得媒体4の種類に合わせて適宜選択される。利得媒体4がチタンサファイア結晶である本実施形態では、励起光源7としてNd:YVO4レーザーの第二高調波(波長532nm)を用いた。また、励起光源7としては、Nd:YAGレーザー、Nd:YLFレーザー、Nd:YVO4レーザー、AlInGaNなどによるレーザーダイオードやYbファイバーレーザーの第二高調波、光励起半導体レーザーなどを用いてもよい。
The
レンズ8は、励起光源7と第1ミラー2の間に配置されており、励起光10を集光し、集光された励起光10を利得媒体4に照射する。またレンズ8は、焦点が利得媒体4内に位置するように配置されている。本実施形態の場合、レンズ8は、焦点距離が40mmの凸レンズである。
The
第1ミラー2、第2ミラー3、第3ミラー5、及びアウトプットカプラ6は、利得媒体4から誘導放出された光11が利得媒体4、第2ミラー3、第3ミラー5、アウトプットカプラ6、第1ミラー2、利得媒体4の順の第1方向(図1に示す矢印Bの方向)に周回できるように、向きや位置が調整されて配置されており、リング状の周回光路9を形成している。
The
利得媒体4から誘導放出された光11は第1方向とは逆回りである利得媒体4、第1ミラー2、アウトプットカプラ6、第3ミラー5、第2ミラー3、利得媒体4の順の第2方向(図1に示す矢印Aの方向)にも周回光路9を周回できる。このように、誘導放出された光11は、第1方向及び第2方向の2方向に周回光路9を周回する。
The light 11 stimulated and emitted from the
本実施形態の場合、周回光路9は、レーザー発振器1で発振されるパルスレーザーの繰り返し周波数を1GHz程度にするために、光路長が30cm程度に設定されている。周回光路9の光路長は、得たい繰り返し周波数に合わせて適宜変更することができる。
In the case of this embodiment, the optical path length of the circulating
利得媒体4においてカーレンズ効果を生じるため、周回光路9を周回する光11はモードロックされる。第1方向に周回光路9を周回してモードロックされた光11はアウトプットカプラ6から第1パルスレーザー(図1に示すOutputB)として出射され、第2方向に周回光路9を周回してモードロックされた光11はアウトプットカプラ6から第2パルスレーザー(図1に示すOutputA)として出射される。このように、レーザー発振器1は2つのパルスレーザーを出射する。
In order to produce a Kerr lens effect in the
本実施形態の場合、利得媒体4は、底面が2.3mm×5.0mmの平行四辺形で、高さが3.0mmの角柱形状に形成されている。利得媒体4は、周回光路9を第1方向に周回する光11と周回光路9を第2方向に周回する光11とが共にブリュースター角に近い角度で入射できるように配置されている。
In the case of this embodiment, the
さらに、利得媒体4は、利得媒体4の中心が第1ミラー3の焦点及び第2ミラー4の焦点と異なる位置になるように配置されている。本実施形態の場合、第1ミラー3及び第2ミラー4の曲率半径が同じであるので、第1ミラー3の焦点及び第2ミラー4の焦点は第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心に位置する。すなわち、利得媒体4は、利得媒体4の中心が第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心と異なる位置になるように配置されている。
Further, the
本明細書では、第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心とは第1ミラー2及び第2ミラー3間の光の経路の中点を言い、利得媒体4の中心とは利得媒体4内の光の経路の中点を言う。そして、異なる位置に配置されるとは、利得媒体4の中心が、第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心から第1ミラー2方向又は第2ミラー3方向にずれていることをいう。
In this specification, the center between the
本実施形態は、利得媒体4の中心が第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心と異なる位置にあるため、利得媒体4への光11の当たり方が、第1方向に周回する光11と第2方向に周回する光11とで異なる。利得媒体4への光11の当たり方が異なるので、利得媒体4を第1方向に光11が透過する場合と第2方向に光11が透過する場合とで、利得媒体4内の光路長が異なる。
In the present embodiment, since the center of the
利得媒体4内の光路長が周回方向によって異なるため、光11が第1方向に周回するときの周回光路9の光路長と、光11が第2方向に周回するときの周回光路9の光路長も異なることとなる。その結果、レーザー発振器1は、第1パルスレーザーと、繰り返し周波数が第1パルスレーザーと異なる第2パルスレーザーとを出射する。
Since the optical path length in the
本実施形態の場合、利得媒体4は、第1ミラー2と第2ミラー3の中心よりも第1ミラー2側に中心が位置するように配置されている。そのため、第1方向(図1中の矢印Bの方向)に周回光路9を周回する光11と、第2方向(図1中の矢印Aの方向)に周回光路9を周回する光11とは、利得媒体4内の光路長が異なる。本実施形態の場合、第2方向の方が周回光路9の光路長が短く、第2パルスレーザー(図1中のOutputA)の方が第1パルスレーザー(図1中のOutputB)より繰り返し周波数が高い。
In the case of the present embodiment, the
なお、利得媒体4の中心が第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心と異なる位置にあることは、レーザー発振器1の写真を真上から撮影し、得られた撮影画像から距離を計測することで確認できる。
The fact that the center of the
また、レーザー発振器1は、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーとの繰り返し周波数の差を調整する周波数差調整部13を備えている。本実施形態の場合、周波数差調整部13は、非線形結晶としての利得媒体4を保持し、周波数差調整部13に備えられた例えばアクチュエータなど(図示せず)で周波数差調整部13を動かすことで、保持した利得媒体4を移動できるように作製されている。周波数差調整部13は、利得媒体4を動かすことができれば特に限定されず、例えば、利得媒体4を載置する台座として作製してもよい。
Further, the
周波数差調整部13は、利得媒体4を第1ミラー2及び第2ミラー3間の周回光路9に沿って第1方向又は第2方向に動かすことで、第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心(第1ミラー3の焦点と第2ミラー4の焦点)と利得媒体4の中心のずれを調整し、光11の利得媒体4へ当たり方を調整して第1方向に周回する光11と第2方向に周回する光11の利得媒体4内の光路長を変えることで、第1パルスレーザーの繰り返し周波数と第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差を調整できる。このような周波数差調整部13を備えることで、第11パルスレーザーと第2パルスレーザーとの繰り返し周波数の差を容易に調整できる。
The frequency
また、周波数差調整部13は、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差が0kHzより大きく10kHz以下となるように調整するのが好ましい。第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差が0kHzより大きく10kHz以下であると、レーザー発振器1をデュアルコム分光装置に用いたとき、より確実に測定することができる。
Moreover, it is preferable that the frequency
(2)作用及び効果
以上の構成において、本実施形態のレーザー発振器1は、第1ミラー2と、第1ミラー2と対向配置された第2ミラー3と、第1ミラー2及び第2ミラー3間に配置され、非線形結晶としてのカーレンズ効果を生じ得る利得媒体4と、第3ミラー5と、レーザーを射出できるアウトプットカプラ6とを含むように構成した。
(2) Operation and Effect In the above configuration, the
またレーザー発振器1は、励起光源7の励起光10が利得媒体4に照射されて励起光源7によって誘導放出された光11が、第1ミラー2、利得媒体4、第2ミラー3、第3ミラー5、アウトプットカプラ6、第1ミラー2の順の第1方向及び第2ミラー3、利得媒体4、第1ミラー2、アウトプットカプラ6、第3ミラー5、第2ミラー3の順の第2方向に周回できる周回光路9を備えるように構成した。
In the
さらにレーザー発振器1は、利得媒体4の中心が、第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心と異なる(第1ミラー2の焦点及び第2ミラー3の焦点と異なる)位置に配置され、利得媒体4内の光路長が第1方向と第2方向とで異なり、光11が第1方向に周回光路9を周回してモードロックされた第1パルスレーザーと、光11が第2方向に周回光路9を周回してモードロックされ、繰り返し周波数が第1パルスレーザーと異なる第2パルスレーザーとをアウトプットカプラ6から出射するように構成した。
Further, the
よってレーザー発振器1は、利得媒体4内の光路長が第1方向と第2方向とで異なるので、周回光路9の光路長が第1方向に光11が周回してモードロックされる場合と第2方向に光11が周回してモードロックされる場合とで異なり、繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを発振できる。
Therefore, in the
加えてレーザー発振器1は、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーとが同じ利得媒体4によって励起されモードロックされるので、同様のスペクトルを有する繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを発振することができ、デュアルコム分光装置に用いることができる。レーザー発振器1は、デュアルコム分光装置などの2つの異なる繰り返し周波数のレーザーが必要な装置に用いることで、レーザー発振器や繰り返し周波数安定化機構を省略でき、装置を小型化できる。
In addition, since the first pulse laser and the second pulse laser are excited by the
また、レーザー発振器1は、利得媒体4の位置を動かすことで、第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心と利得媒体4の中心のずれを調整し、第1パルスレーザーの繰り返し周波数と第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差を調整する周波数差調整部を備えるようにすることで、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差を容易に調整することができる。
Further, the
(3)その他の実施形態
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能であり、例えば、図2に示すレーザー発振器21のように、レーザー発振器21内に利得媒体34に加えて非線形結晶24をさらに配置し、励起光30を利得媒体34に照射して利得媒体34から誘導放出された光31を利得媒体34でモードロックし、非線形結晶24の中心を、第1ミラー22の焦点及び第2ミラー23の焦点ずらして配置することで繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを発振するように構成してもよい。
(3) Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, the laser oscillator shown in FIG. 21, the
このように、利得媒体34と非線形結晶24とを備えるようにすることで、レーザー発振器21は、2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差の生成を非線形結晶24に担わせることにより、利得媒体34がモードロックに良い条件を維持できるようになり、安定したモードロック状態を実現できる。
As described above, by providing the
さらに、レーザー発振器21は、利得媒体34と非線形結晶24とを備えることで、上記実施形態の利得媒体4より大きな非線形効果を生じる非線形結晶24を用いることができるので、繰り返し周波数の差をより大きくすることができる。
Furthermore, since the
レーザー発振器21は、第4ミラー32と、第4ミラー32と対向配置された第5ミラー35と、第4ミラー32及び第5ミラー35間に配置された利得媒体34と、第4ミラーと隣合い第5ミラー35と向かい合うように配置された第3ミラー25と、第5ミラー35と隣合い第4ミラー32と向かい合うように配置されたアウトプットカプラ26と、第3ミラー25と隣合いアウトプットカプラ26と向かい合うように配置された第2ミラー23と、アウトプットカプラ26と隣合い第3ミラー25及び第2ミラー23と向かい合うように配置された第1ミラー22と、対向配置された第1ミラー22及び第2ミラー23間に配置された非線形結晶24とを備えている。第1ミラー22及び第2ミラー323は焦点が重なるように配置されている。
The
本変形例では、利得媒体34、第3ミラー25、アウトプットカプラ26は、上記実施形態の利得媒体4、第3ミラー5、アウトプットカプラ26と同様の構成であり、第1ミラー22、第2ミラー22、第4ミラー32、及び、第5ミラー35、上記実施形態の第1ミラー22と同様の構成である。非線形結晶24は、本変形例の場合、石英で形成されており、石英以外にも各種ガラスやZnSなどを用いることができる。
In this modification, the
レーザー発振器21は、励起光源27とレンズ28とをさらに備える。励起光源27は、第1ミラー32を挟んで利得媒体34と対向するように配置され、励起光30を利得媒体34に照射する。レンズ28は、レンズ8と同様のレンズであり、励起光30を集光して利得媒体34に照射する。
The
励起光源27から出射された励起光30が、レンズ28で集光され、第4ミラー32を透過して利得媒体34に照射される。利得媒体34は、励起光30が照射されると励起光源によって励起されて光31を誘導放出する。
レーザー発振器21は、利得媒体34から誘導放出された光31が第5ミラー35、第3ミラー25、第1ミラー22、非線形結晶24、第2ミラー23、アウトプットカプラ26、第4ミラー32、利得媒体34の順の第1方向(図2中の矢印Bの方向)に周回できるようにこれらのミラーなどの位置や向きが調整され、周回光路29が形成されている。周回光路29は、光31が第1方向とは逆方向に、第4ミラー32、アウトプットカプラ26、第2ミラー23、非線形結晶24、第1ミラー22、第3ミラー25、第5ミラー35、利得媒体34の順の第2方向(図2中の矢印Aの方向)にも周回できる。他の構成は、レーザー発振器1と同様である。
The
利得媒体34は、周回光路29を周回する光31をモードロックする。本変形例の場合、利得媒体34の中心が第4ミラー32及び第5ミラー35間の中心と重なるように配置されているが、利得媒体34の中心が第4ミラー32及び第5ミラー35間の中心と異なる位置になるように配置されていてもよい。第4ミラー32及び第5ミラー35として、同じレンズを用いてもよく、曲率半径の異なるレンズを用いてもよい。
The
このようなレーザー発振器21では、非線形結晶24が、非線形結晶24の中心が第1ミラー22の焦点及び第2ミラー23の焦点からずれるように配置されている。本変形例の場合、第1ミラー22と第2ミラー23の曲率半径が同じであるので、非線形結晶24の中心が第1ミラー22及び第2ミラー23間の中心(非線形結晶24の中心の定義は、利得媒体4の中心実施例と同様であり、第1ミラー22及び第2ミラー23間の中心の定義は、第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心と同様である。)からずれるように配置されている。
In such a
よって、レーザー発振器21は、非線形結晶24への光の当たり方が第1方向と第2方向とで異なり、非線形結晶24内の光路長が第1方向と第2方向とで異なるので、周回光路29の光路長が、光31が第1方向に周回する場合と、光31が第2方向に周回する場合とで異なり、繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを出射できる。
Therefore, in the
非線形結晶24は、本変形例の場合、利得媒体34と同様の形状に形成されているが、その形状は特に限定されず、例えば、板状形状であってもよい。
In the case of this modification, the
また非線形結晶24は、周回光路29を第1方向に周回する光31と周回光路29を第2方向に周回する光31とが共にブリュースター角に近い角度で入射できるように配置されている。
Further, the
レーザー発振器21は、さらに複数の非線形結晶を有していてもよい。
The
さらに、本変形例のレーザー発振器21は、非線形結晶24を保持し、非線形結晶24の位置を移動させる周波数差調整部を備え、周波数差調整部によって繰り返し周波数の差を調整するようにしてもよい。
Furthermore, the
また上記実施形態では、第1ミラー2及び第2ミラー3の曲率半径が等しい場合について説明し、上記変形例では第1ミラー22及び第2ミラー23の曲率半径が等しい場合について説明したが、本発明はこれに限られず、第1ミラー2(22)及び第2ミラー3(23)の曲率半径が異なっていてもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the curvature radius of the
この場合も、第1ミラー2(22)及び第2ミラー3(23)は、第1ミラー2(22)の焦点及び第2ミラー3(23)の焦点が重なるように配置され、利得媒体4(非線形結晶24)は、利得媒体4(非線形結晶24)の中心が第1ミラー2(22)の焦点及び第2ミラー3(23)の焦点と異なるように配置される。
Also in this case, the first mirror 2 (22) and the second mirror 3 (23) are arranged so that the focal point of the first mirror 2 (22) and the focal point of the second mirror 3 (23) overlap, and the
その結果、レーザー発振器1(21)は、第1方向と第2方向とで、利得媒体4(非線形結晶24)への光11(31)の当たり方が異なり、利得媒体4(非線形結晶24)内の光路長が異なるので、繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを出射できる。 As a result, the laser oscillator 1 (21) is different in how the light 11 (31) strikes the gain medium 4 (nonlinear crystal 24) in the first direction and the second direction, and the gain medium 4 (nonlinear crystal 24). Since the optical path lengths are different, two pulse lasers having different repetition frequencies can be emitted.
さらに、上記の実施形態では、周波数差調整部13が利得媒体4を保持して利得媒体4の位置を動かすことで、第1ミラー2の焦点及び第2ミラー3の焦点(第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心)と利得媒体4の中心のずれを調整し、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差を調整した場合について説明したが、本発明はこれに限られない。
Furthermore, in the above-described embodiment, the frequency
例えば、周波数差調整部13は、第1ミラー2又は第2ミラー3を保持して第1ミラー2又は第2ミラー3の位置を第1ミラー2及び第2ミラー3間の周回光路9に沿って動かすことで、利得媒体4の中心と第1ミラー2の焦点及び第2ミラー3の焦点とのずれを調整して、繰り返し周波数の差を調整してもよい。
For example, the frequency
また、周波数差調整部13は、レンズ8を保持してレンズ8を励起光10に沿って移動させて、レンズ8の焦点を利得媒体4の中心と異なる位置とすることで、繰り返し周波数の差を調整してもよい。この場合、レンズ8の焦点の位置が利得媒体4の中心からずれることで、利得媒体4で誘導放出された光11と励起光10との利得媒体4内での重なり合いが、第1方向と第2方向で異なるようになる。そうすると、第1方向と第2方向で光11のモードロックのされ方が異なるようになり、利得媒体4への光の当たり方が第1方向と第2方向とで異なるようになる。その結果、利得媒体4内の光路長が第1方向と第2方向とで異なる。よって、周波数差調整部13は、レンズ8を移動させることで、繰り返し周波数の差を調整できる。
Further, the frequency
さらに、周波数差調整部13は、第1ミラー2、第2ミラー3、利得媒体4、レンズ8の少なくとも2つ以上を移動させて繰り返し周波数の差を調整してもよい。
Further, the frequency
この場合、周波数差調整部13は、第1ミラー2、第2ミラー3、利得媒体4、レンズ8をそれぞれ保持し、これらを別々に移動できる例えばアクチュエータなどの駆動機構で構成される。
In this case, the frequency
(4)レーザー発振器の用途
本実施形態のレーザー発振器1が出射する第1パルスレーザー及び第2パルスレーザーは、約1GHz程度の超短パルスレーザーである。超短パルスレーザーは、一般に、繰り返し周波数の間隔で縦モードが並んだ離散スペクトル構造、いわゆる光周波数コムを有する。そして、レーザー発振器1は、同様のスペクトルを有する繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを発振することができる。よって、レーザー発振器1は、デュアルコム分光装置のレーザー光源として用いることができる。
(4) Use of Laser Oscillator The first pulse laser and the second pulse laser emitted from the
図3に示すように、本実施形態のレーザー発振器1を用いる分光装置としてのデュアルコム分光装置40は、レーザー発振器1と、レーザー発振器1から出射された第1パルスレーザー(図3中に示すOutputB)及第2パルスレーザー(図3中に示すOutputA)とを重ね合わせて干渉させる光重合部41と、第1パルスレーザー及び第2パルスレーザーの干渉波を検出する干渉波検出部43と、検出した干渉波をフーリエ変換するフーリエ変換部44を備えている。
As shown in FIG. 3, the dual
光重合部41は、ビームスプリッタ41aとミラー41bとを備える。ビームスプリッタ41aは第2パルスレーザーの光線上に配置される。ミラー41bは、第1パルスレーザーの光線上に配置され、第1パルスレーザーを反射してビームスプリッタ41aに入射させる。ビームスプリッタ41aとミラー41bとは、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーとが干渉するように向きが調整されている。
The
本実施形態の場合、ビームスプリッタ41aとしてはプレート型ビームスプリッタ(THORLABS社製、型番:BSW11)を用い、ミラー41bとしては平面鏡を用いた。光重合部41は、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーとを干渉できれば、その構成は特に限定されない。
In the present embodiment, a plate-type beam splitter (manufactured by THORLABS, model number: BSW11) is used as the
干渉波検出部43は、光重合部41から出射した第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの干渉波の光線上に配置され、干渉波を検出して電気信号に変換する。本実施形態の場合、干渉波検出部43としてはSi高速PIN(RF)増幅フォトディテクタ(MenloSystems社製FPD310-FV)を用いたが、干渉波を検出することができれば特に限定されない。
The interference
フーリエ変換部44は、干渉波検出部43から送出された干渉波の電気信号を受け取り、電気信号に変換された干渉波をフーリエ変換する。フーリエ変換部44は、ローパスフィルタ44aとデジタイザ44bとを備えている。ローパスフィルタ44aは干渉波の電気信号に含まれるノイズなどの高周波成分を除去する。デジタイザ44bは、ローパスフィルタ44aを通過した干渉波の電気信号をデジタル信号に変換する。
The
フーリエ変換部44は、図示しない演算部を備えており、デジタル信号を演算部で処理して、干渉波をフーリエ変換する。
The
本実施形態の場合、ローパスフィルタ44aとしてはMini-Circuits社製BLP-550+を用い、デジタイザ44bとしてはAlazar Tech社製ATS9440を用い、演算部としてはPC(パーソナルコンピュータ)を用いた。干渉波の電気信号はデジタイザ44bでデジタル化され、データとしてPCの記憶装置に保存される。その後、PCの記憶装置に保存した干渉波のデータをPCで処理して、干渉波をフーリエ変換する。フーリエ変換して得られた干渉波の分光スペクトルのデータは、PCの記憶装置に保存される。
In the present embodiment, BLP-550 + manufactured by Mini-Circuits is used as the low-
フーリエ変換部44は、干渉波をフーリエ変換することができれば特に限定されず、本実施形態のようにPCなどを用いて演算によりフーリエ変換してもよく、フーリエ変換処理回路のような専用のハードウェアを用いてフーリエ変換してもよい。
The
フーリエ変換部44は、分光スペクトルのデータを表示する表示部(本実施形態の場合、図示しないPCのモニタ)を備え、表示部に分光スペクトルを表示してもよい。さらにフーリエ変換部44は、分光スペクトルのデータを他の機器に送信する送信部を備えていてもよい。
The
デュアルコム分光装置40では、測定対象である被検物をレーザー発振器1のアウトプットカプラ6とミラー41bの間に配置し、第1パルスレーザーを被検物に照射する。第1パルスレーザーは、被検物を透過する過程で被検物の吸光特性に応じて周波数特性が変化する。
In the dual-
その結果、被検物を透過した第1パルスレーザーと第2パルスレーザーとの干渉波の周波数特性も被検物の吸光特性に応じて変化するので、干渉波をフーリエ変換して、干渉波の分光スペクトルを得ることで、被検物の吸光特性を解析できる。 As a result, the frequency characteristic of the interference wave between the first pulse laser and the second pulse laser that has passed through the test object also changes according to the light absorption characteristic of the test object. By obtaining the spectrum, the light absorption characteristics of the test object can be analyzed.
なお、被検物をアウトプットカプラ6とビームスプリッタ41aの間に配置し、第2パルスレーザーを被検物に照射するようにしても、被検物をビームスプリッタ41aと干渉波検出部43の間に配置し、干渉波を被検物に照射するようにしても、被検物の吸光特性に応じた分光スペクトルを得ることができ、被検物の吸光特性を解析できる。
Even if the test object is disposed between the
従来のデュアルコム分光装置は、2つのレーザー発振器と繰り返し周波数安定化機構を用意する必要があったが、レーザー発振器1を用いることで、レーザー発振器1つと繰り返し周波数安定化機構を除去することができ、装置を簡略化でき、小型化できる。
A conventional dual-comb spectrometer has had to prepare two laser oscillators and a repetition frequency stabilization mechanism. However, by using the
(5)レーザー発振器のその他の用途
本実施形態のレーザー発振器1は、上述のような特性を有するので、繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを用いることが必要な装置、例えば、非特許文献2に記載されている光コヒーレンストモグラフィ装置、非特許文献3に記載されている非同期光サンプリング装置、非特許文献4に記載されている長距離絶対距離計測装置、非特許文献5に記載されているCWレーザー高速高分解能分光装置などにも用いることができる。レーザー発振器1は、このような繰り返し周波数の異なる2つのパルスレーザーを用いることが必要な装置に用いることで、装置を簡略化でき、小型化できる。
(5) Other Uses of Laser Oscillator The
(6)検証試験
(6−1)パルスレーザーのスペクトルについて
本実施形態のレーザー発振器1から発振される第1パルスレーザーと第2パルスレーザーのスペクトルを分光器(Ocean Photonics社製、製品名:LSM-Mini)を用いて測定した。その結果を図4に示す。
(6) Verification Test (6-1) Pulse Laser Spectrum The spectrum of the first pulse laser and the second pulse laser oscillated from the
図4の横軸は各パルスレーザーの波長を表し、縦軸は各パルスレーザーの各波長の強度(任意単位)を表す。図4中のOutputA、OutputBは図1中のOutputA、OutputBとそれぞれ対応しており、図4中の実線は第2パルスレーザーのスペクトルであり、破線は第1パルスレーザーのスペクトルである。 The horizontal axis of FIG. 4 represents the wavelength of each pulse laser, and the vertical axis represents the intensity (arbitrary unit) of each wavelength of each pulse laser. Output A and Output B in FIG. 4 correspond to Output A and Output B in FIG. 1, respectively. The solid line in FIG. 4 is the spectrum of the second pulse laser, and the broken line is the spectrum of the first pulse laser.
図4に示すように、第1パルスレーザーのスペクトルと第2レーザーのスペクトルは、ほぼ一致しており、レーザー発振器1が同様のスペクトルを有するレーザーを発振できることがわかる。
As shown in FIG. 4, the spectrum of the first pulse laser and the spectrum of the second laser are almost the same, and it can be seen that the
(6−2)パルスレーザーの繰り返し周波数について
レーザー発振器1から発振される第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数を周波数カウンタ(Tektronix社製、製品名:FCA3003)を用いて測定した。その結果を図5に示す。
(6-2) Repetition frequency of pulse laser The repetition frequency of the first pulse laser and the second pulse laser oscillated from the
図5Aは、横軸が時間であり、縦軸が繰り返し周波数であり、各パルスレーザーの繰り返し周波数の経時変化を表している。図5Bは、横軸が時間であり、縦軸が繰り返し周波数の差であり、第2パルスレーザーと第1パルスレーザーの繰り返し周波数の差の経時変化を表している。図5中のOutputAとOutputBについては図4と同様である。 In FIG. 5A, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the repetition frequency, and represents the change over time of the repetition frequency of each pulse laser. In FIG. 5B, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the difference in repetition frequency, and the change with time in the difference in repetition frequency between the second pulse laser and the first pulse laser is represented. Output A and Output B in FIG. 5 are the same as those in FIG.
図5Aに示すように、第1パルスレーザーの繰り返し周波数と第2パルスレーザーの繰り返し周波数とが異なることがわかる。また、図5Bに示すように、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差は、約455Hz±3Hz程度で安定している。このように、レーザー発振器1が繰り返し周波数が異なる2つのパルスレーザーを発振できることがわかる。
As shown in FIG. 5A, it can be seen that the repetition frequency of the first pulse laser is different from the repetition frequency of the second pulse laser. Further, as shown in FIG. 5B, the difference between the repetition frequencies of the first pulse laser and the second pulse laser is stable at about 455 Hz ± 3 Hz. Thus, it can be seen that the
続いて、厚さ5mm程度のアルミニウムで形成された直方体形状の箱を被せることでレーザー発振器1を覆い、同様に繰り返し周波数を測定した。その結果を図6に示す。図6では、繰り返し周波数が第1パルスレーザー及び第2パルスレーザー共に時間に対して単調減少しているが、これは測定中に室温が変化したためである。
Subsequently, the
図6の横軸は時間であり、縦軸は繰り返し周波数である。図6Aは、横軸が時間であり、縦軸が繰り返し周波数であり、各パルスレーザーの繰り返し周波数の経時変化を表している。図6Bは、横軸が時間であり、縦軸が繰り返し周波数の差であり、第2パルスレーザーと第1パルスレーザーの繰り返し周波数の差の経時変化を表している。 The horizontal axis in FIG. 6 is time, and the vertical axis is the repetition frequency. In FIG. 6A, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the repetition frequency, and represents the change over time of the repetition frequency of each pulse laser. In FIG. 6B, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the difference in repetition frequency, and the time-dependent change in the difference in repetition frequency between the second pulse laser and the first pulse laser is represented.
図6Aに示すように、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数が異なることがわかる。また、図6Bに示すように、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差が約216.55±0.15Hzと非常に安定していることがわかる。このように、レーザー発振器1を箱で覆うことで、繰り返し数の差がより安定することができることがわかる。よって、レーザー発振器1を箱で覆うことで、繰り返し周波数の差を安定化でき、当該レーザー発振器1を例えばデュアルコム分光装置に用いることで、より精度よく測定できる。
As shown to FIG. 6A, it turns out that the repetition frequency of a 1st pulse laser and a 2nd pulse laser differs. Moreover, as shown to FIG. 6B, it turns out that the difference of the repetition frequency of a 1st pulse laser and a 2nd pulse laser is very stable with about 216.55 +/- 0.15Hz. Thus, it can be seen that the difference in the number of repetitions can be further stabilized by covering the
(6−3)2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差について
周波数差調整部13によって利得媒体4の位置を動かし、その都度レーザー発振器1の2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差を測定した。繰り返し周波数の測定方法は上記と同様である。第2ミラー3及びレンズ8についても同様に位置を動かし、その都度、2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差を測定した。
(6-3) Difference in Repetition Frequency of Two Pulse Lasers The position of the
まず、図1と同じ構成には同じ符号を付した図7Aに示すように、利得媒体4を第2ミラー3の方向(図7Aに示す矢印Xcrystalの方向)に移動させ、利得媒体4の中心4aの位置を第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心からずらし、利得媒体4の位置と2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差の関係を調べた。図7Bはその結果を示している。
First, as shown in FIG. 7A, the same components as those in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the
図7Bの横軸は利得媒体4の初期位置からの距離を表し、縦軸は2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差を表す。本試験は、利得媒体4の中心4aと第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心がずれた状態を初期位置とした。そのため、初期位置に置いても繰り返し周波数の差が約210Hzである。
The horizontal axis of FIG. 7B represents the distance from the initial position of the
図7Bに示すように、利得媒体4を移動させることでパルスレーザーの繰り返し周波数の差が変化することがわかる。このように、レーザー発振器1は、周波数差調整部13によって利得媒体4を第1ミラー2及び第2ミラー3間の周回光路9に沿って第1方向又は第2方向に動かすことで、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差を調整できることがわかる。
As shown in FIG. 7B, it can be seen that the difference in the repetition frequency of the pulse laser changes by moving the
次に、図1と同じ構成には同じ符号を付した図8Aに示すように、周波数差調整部13によって第2ミラー3を利得媒体4とは反対の方向(図8Aに示す矢印Xmirrorの方向)に移動させ、第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心3aの位置を利得媒体4の中心からずらし、第2ミラー3の位置と2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差の関係を調べた。図8Bはその結果を示している。
Next, as shown in FIG. 8A, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the
図8Bの横軸は第2ミラー3の初期位置からの距離を表し、縦軸は2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差を表す。本試験は、利得媒体4の中心と第1ミラー2及び第2ミラー3間の中心3aがずれた状態を初期位置とした。そのため、図初期位置に置いても繰り返し周波数の差が約120Hzである。
The horizontal axis of FIG. 8B represents the distance from the initial position of the
図8Bに示すように、第2ミラー3の位置が変わると2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差が変化することがわかる。このように、レーザー発振器1は、周波数差調整部13によって第2ミラー3を第1ミラー2及び第2ミラー3間の周回光路9に沿って動かすことで、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差を調整できることがわかる。
As shown in FIG. 8B, it can be seen that when the position of the
次に、図1と同じ構成には同じ符号を付した図9Aに示すように、周波数差調整部13によってレンズ8を初期位置から第2ミラーの方向に移動させた後、レンズ8を第1ミラー2とは反対の方向(図9Aに示す矢印Xlensの方向)に移動させ、レンズ8の焦点8aの位置を利得媒体4の中心からずらし、レンズ8の位置と2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差の関係を調べた。図9Bはその結果を示している。
Next, as shown in FIG. 9A in which the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, the
図9Bの横軸はレンズ8の初期位置からの距離を表し、縦軸は2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差を表す。
The horizontal axis of FIG. 9B represents the distance from the initial position of the
図9Bに示すように、レンズ8の位置が変わると2つのパルスレーザーの繰り返し周波数の差が変化することがわかる。このように、レーザー発振器1は、周波数差調整部13によってレンズ8を励起光10に沿って移動させることで、第1パルスレーザーと第2パルスレーザーの繰り返し周波数の差を調整できることがわかる。
As shown in FIG. 9B, it can be seen that when the position of the
(6−4)デュアルコム分光装置について
上述のデュアルコム分光装置40を用いて、被検物を設置しない状態で、分光スペクトルを測定した。また、デュアルコム分光装置40に用いたレーザー発振器1のパルスレーザーのスペクトルを上記と同様の方法で測定した。その結果を図10に示す。
(6-4) Dual Comb Spectrometer Using the above-described
図10の横軸は波長を表し、縦軸は各波長成分の強度(任意単位)を表す。図10中に示すFTはデュアルコム分光装置40で測定した分光スペクトルであり、Spectrometerはレーザー発振器1の第1パルスレーザーのスペクトルと第2レーザーのスペクトルの積の平方根である。図10に示すように、両スペクトルはほぼ一致している。
The horizontal axis in FIG. 10 represents the wavelength, and the vertical axis represents the intensity (arbitrary unit) of each wavelength component. FT shown in FIG. 10 is a spectrum measured by the
被検物を設置しない状態でデュアルコム分光装置40によって分光スペクトルを測定した場合、分光スペクトルはレーザー発振器1から出射されたパルスレーザーのスペクトルと同様になると考えられる。
When the spectrum is measured by the
従って、デュアルコム分光装置40によって、分光測定が正しく測定できることが確認できた。
Therefore, it was confirmed that the spectroscopic measurement can be correctly performed by the
1 レーザー発振器
2 第1ミラー
3 第2ミラー
4 利得媒体
5 第3ミラー
6 アウトプットカプラ
7 励起光源
8 レンズ
9 周回光路
13 周波数差調整部
40 デュアルコム分光装置
41 光重合部
43 干渉波検出部
44 フーリエ変換部
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記非線形結晶内の光路長が前記第1方向と前記第2方向とで異なり、
前記光が前記第1方向に前記周回光路を周回してモードロックされた第1パルスレーザーと、
前記光が前記第2方向に前記周回光路を周回してモードロックされ、繰り返し周波数が前記第1パルスレーザーと異なる第2パルスレーザーとを出射する
ことを特徴とするレーザー発振器。 A first mirror; a second mirror disposed opposite to the first mirror; and a nonlinear crystal disposed between the first mirror and the second mirror. A first mirror, the nonlinear crystal, a first optical path in the order of the second mirror, and the second mirror, the nonlinear crystal, a circular optical path that circulates in the second direction in the order of the first mirror,
The optical path length in the nonlinear crystal is different between the first direction and the second direction,
A first pulse laser in which the light is mode-locked by circling the circulating optical path in the first direction;
A laser oscillator, wherein the light circulates in the second optical path and is mode-locked, and emits a second pulse laser having a repetition frequency different from that of the first pulse laser.
前記非線形結晶の中心が前記第1ミラーの焦点及び前記第2ミラーの焦点と異なる位置になるように、前記非線形結晶が配置されていることである
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザー発振器。 The optical path length in the nonlinear crystal is different between the first direction and the second direction,
2. The laser according to claim 1, wherein the nonlinear crystal is arranged so that a center of the nonlinear crystal is different from a focal point of the first mirror and a focal point of the second mirror. Oscillator.
前記非線形結晶の中心が前記第1ミラー及び前記第2ミラー間の中心と異なる位置になるように、前記非線形結晶が配置されていることである
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザー発振器。 The center of the nonlinear crystal and the focal point of the first mirror and the focal point of the second mirror are at different positions,
The laser oscillator according to claim 2, wherein the nonlinear crystal is arranged so that a center of the nonlinear crystal is different from a center between the first mirror and the second mirror. .
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザー発振器。 A frequency difference adjustment unit that adjusts a difference between a repetition frequency of the first pulse laser and a repetition frequency of the second pulse laser by moving at least one position of the first mirror, the second mirror, and the nonlinear crystal. The laser oscillator according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser oscillator is provided.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザー発振器。 The laser oscillator according to claim 1, wherein the circulating optical path includes a gain medium that is excited by the excitation light source and stimulates and emits the light, and the nonlinear crystal.
前記非線形結晶内の光路長が前記第1方向と前記第2方向とで異なることは、
前記レンズの焦点が前記非線形結晶の中心と前記第1ミラーの焦点及び前記第2ミラーの焦点と前記非線形結晶の中心との少なくとも1つと異なる位置になるように、前記レンズが配置されていることである
ことを特徴する請求項1に記載のレーザー発振器。 A lens that collects the excitation light of the excitation light source and irradiates the nonlinear crystal;
The optical path length in the nonlinear crystal is different between the first direction and the second direction,
The lens is arranged so that the focal point of the lens is different from at least one of the center of the nonlinear crystal and the focal point of the first mirror and the focal point of the second mirror and the center of the nonlinear crystal. The laser oscillator according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項6に記載のレーザー発振器。 A frequency difference adjusting unit that adjusts a difference between a repetition frequency of the first pulse laser and a repetition frequency of the second pulse laser by moving the position of the lens;
The laser oscillator according to claim 6.
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のレーザー発振器。 The laser oscillator according to any one of claims 1 to 7, wherein a difference in repetition frequency between the first pulse laser and the second pulse laser is greater than 0 kHz and equal to or less than 10 kHz.
前記レーザー発振器から出射された前記第1パルスレーザー及び前記第2パルスレーザーを重ね合わせる光重合手段と、
前記第1パルスレーザー及び前記第2パルスレーザーを前記光重合手段によって重ね合わせた干渉波を検出する干渉波検出手段と、
検出した前記干渉波をフーリエ変換するフーリエ変換手段と
を備えることを特徴とする分光装置。 The laser oscillator according to any one of claims 1 to 8,
Photopolymerization means for superimposing the first pulse laser and the second pulse laser emitted from the laser oscillator;
Interference wave detecting means for detecting an interference wave obtained by superimposing the first pulse laser and the second pulse laser by the photopolymerization means;
And a Fourier transform unit for Fourier transforming the detected interference wave.
前記干渉波検出手段が、前記被検物を透過した前記干渉波を検出する
ことを特徴とする請求項9に記載の分光装置。 The test object is irradiated with the interference wave,
The spectroscopic apparatus according to claim 9, wherein the interference wave detection unit detects the interference wave transmitted through the test object.
前記光重合手段が、前記被検物を透過した前記第1パルスレーザー又は前記第2パルスレーザーと、前記第2パルスレーザー又は前記第1パルスレーザーとを重ね合わせる
ことを特徴とする請求項9に記載の分光装置。 The test object is irradiated with the first pulse laser or the second pulse laser,
The said photopolymerization means superimposes the said 1st pulse laser or the said 2nd pulse laser which permeate | transmitted the said test object, and the said 2nd pulse laser or the said 1st pulse laser. The spectroscopic device described.
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