JP2788054B2 - laser - Google Patents

laser

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JP2788054B2
JP2788054B2 JP1101527A JP10152789A JP2788054B2 JP 2788054 B2 JP2788054 B2 JP 2788054B2 JP 1101527 A JP1101527 A JP 1101527A JP 10152789 A JP10152789 A JP 10152789A JP 2788054 B2 JP2788054 B2 JP 2788054B2
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はレーザに関するものであり、特に染料レー
ザに関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a laser, and more particularly to a dye laser.

[従来の技術] 染料レーザは周波数同調可能な、ほとんど単色の光源
として広く使用されている。このようなレーザのスペク
トル幅は単一の縦モードで動作するようにレーザを配置
することによつてほとんど単色にすることができる。こ
の狭い帯域幅の単一モード動作を得る通常の方法は、プ
リズム、回折格子、または干渉フィルタのようなある種
の周波数選択素子をレーザ共振装置中に配置することで
ある。これらの素子は通常大きな損失を導入し、そのた
め空洞のQが低下させ、またそれらに適合するために充
分に長い空洞長を必要とする。これらの装置の主要な制
限は一度単一モードが設定されると周波数同調が困難に
なることである。これは周波数選択素子と空洞長Lとを
同時に調整することを必要とする。何故ならば周波数ν
は次のモード条件を満足しなければならないからであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Dye lasers are widely used as frequency tunable, almost monochromatic light sources. The spectral width of such a laser can be made almost monochromatic by positioning the laser to operate in a single longitudinal mode. A common way to achieve this narrow bandwidth single mode operation is to place some sort of frequency selective element in the laser resonator, such as a prism, diffraction grating, or interference filter. These devices typically introduce large losses, which reduce the Q of the cavity and require a sufficiently long cavity length to accommodate them. A major limitation of these devices is that frequency tuning becomes difficult once a single mode is set. This requires that the frequency selection element and the cavity length L be adjusted simultaneously. Because the frequency ν
Must satisfy the following mode conditions.

ν=mc/2L ここで、mは整数であり、cは光の速度である。これ
は機械的部品の正確度および安定度の公差の要求から、
それらの寸法、位置および運動の光の波長の半分以内に
制御されなければならなくする。これらの範囲内にでき
ないときには周波数が不安定になり、同調範囲が非常に
厳しくなる。
ν = mc / 2L where m is an integer and c is the speed of light. This is due to the demands on the accuracy and stability of mechanical parts.
Their size, position and motion must be controlled within half of the wavelength of the light. If these ranges are not met, the frequency becomes unstable and the tuning range becomes very tight.

[発明の解決すべき課題] この発明は、同調可能な単一モードパルス染料レーザ
放射を生成するために完全に異なった方法を適合させる
ものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention adapts a completely different method for producing tunable single-mode pulsed dye laser radiation.

[課題解決のための手段] この発明の装置においては、染料の利得帯域幅に広が
る縦モードのコムを放射する短い、高いQの空洞を使用
する。単一モードの選択はレーザ空洞の外部で行われ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The device of the present invention uses a short, high-Q cavity that emits a longitudinal mode comb that spans the gain bandwidth of the dye. The selection of the single mode is made outside the laser cavity.

この発明によれば、実質上単色のコヒーレントな放射
の複数のモードを発生する共振装置と、前記モードの予
め定められたものを選択的に増幅するための前記共振装
置の外部の手段とを具備している実質上単色のコヒーレ
ントな放射ビームを発生する装置が提供される。
In accordance with the present invention, there is provided a resonator device for generating a plurality of modes of substantially monochromatic coherent radiation, and means external to the resonator device for selectively amplifying a predetermined one of the modes. An apparatus for generating a substantially monochromatic coherent radiation beam is provided.

[実施例] 以下添附図面を参照にして説明する。[Example] Hereinafter, a description will be given with reference to the accompanying drawings.

この発明の1実施例では、同調可能な単一モードパル
ス染料レーザは単色放射を生成するためにすぐれた手段
を使用している。この装置では、短い、高いQの空洞が
染料の利得帯域幅にわたる縦モードのコム(comb)を放
射する。単一モードの選択は空洞の外部で狭帯域の増幅
システムによつて行われる。発振器からのモードの間隔
は、 Δνm<c/2L また、増幅システムの帯域幅Δνampは次の条件を満
足するように定められている。
In one embodiment of the present invention, a tunable single-mode pulsed dye laser uses superior means for producing monochromatic radiation. In this device, a short, high Q cavity emits longitudinal mode combs over the gain bandwidth of the dye. Single mode selection is made by a narrow band amplification system outside the cavity. The mode interval from the oscillator is Δνm <c / 2L. The bandwidth Δνamp of the amplification system is determined so as to satisfy the following condition.

Δνamp<Δνm したがつて一つのモードだけが効果的に増幅されて出
力に現われる。装置の同調は短い空洞のレーザ(SCL)
の空洞の長さLをを調節することによつて行われる。同
時に調節されるべき素子が空洞内に存在しないから、装
置の設計および構成は簡単になる。単に増幅される帯域
幅Δνampが選択されるモードを含むように狭帯域増幅
器(NBA)の中心周波数を調節すれば充分である。短い
空洞のレーザSCLからの任意のモードのスペクトル幅δ
νは非常に狭く、δν<<Δνmであるから、狭帯域増
幅器NBAの利得帯域内にこのモードが確実に止どまるよ
うにすることは比較的簡単である。
Therefore, only one mode is effectively amplified and appears at the output according to Δνamp <Δνm. Equipment tuning is short cavity laser (SCL)
By adjusting the length L of the cavity. The design and construction of the device is simplified since no elements to be adjusted are present in the cavity. It is sufficient to simply adjust the center frequency of the narrowband amplifier (NBA) to include the mode in which the bandwidth Δνamp to be amplified is selected. Spectral width δ of any mode from short cavity laser SCL
Since ν is very narrow and δν << Δνm, it is relatively easy to ensure that this mode stays within the gain band of the narrowband amplifier NBA.

装置の同調範囲は短い空洞のレーザSCL長さ中の変化
ΔLによつて決定され、次の式によつて与えられる。
The tuning range of the device is determined by the change in the laser SCL length of the short cavity, ΔL, and is given by:

Δνrang=[ΔL/L] 単一モード動作を得るために非常に短い空洞を使用す
る原理は、例えばダイオードレーザまたは固体レーザに
おいてモード間隔Δνmが利得媒体の帯域幅を越えるよ
うにされることができる場合によく知られている。この
ような装置はそれらの共振空洞から単一モードで放射す
る。染料レーザに対しては、そのような方法は染料利得
曲線(第1a図)が非常に広い帯域幅を有しているために
実用的ではない。
Δνrang = [ΔL / L] The principle of using a very short cavity to obtain single mode operation can be such that the mode spacing Δνm exceeds the bandwidth of the gain medium, for example in a diode laser or solid state laser. If you are well known. Such devices radiate in single mode from their resonant cavities. For dye lasers, such a method is not practical because the dye gain curve (FIG. 1a) has a very wide bandwidth.

同調可能な単一モード動作を得るために短い空洞のレ
ーザSCLおよび狭帯域増幅器NBAを使用する原理ははシス
テムの両方の素子の設計に依存している(第1b図および
第1c図)。以下この発明の1実施例の構成について説明
する。
The principle of using a short cavity laser SCL and a narrow band amplifier NBA to obtain tunable single mode operation depends on the design of both elements of the system (FIGS. 1b and 1c). Hereinafter, the configuration of one embodiment of the present invention will be described.

短い空洞のレーザSCLは第2図に概略的に示されてい
る。それは距離Lを隔てて平行に配置された2個の平面
鏡または曲面鏡よりなるミラーM1およびM2を備えてい
る。距離Lは典型的には数ミリメートルである。
The short cavity laser SCL is shown schematically in FIG. It comprises mirrors M1 and M2 consisting of two plane or curved mirrors arranged in parallel at a distance L. The distance L is typically a few millimeters.

ミラーM1はステンレススチールの部材21に取付けら
れ、Oリングシール22によつてそれにしつかりと固定さ
れている。ミラーM2は円形のフレキシブルなダイヤフラ
ム24に取付けられたステンレススチールのカラー23にシ
ール状態で取付けられている。このダイヤフラム24の外
縁はステンレススチールの部材21に取付けられて、ミラ
ーM1とM2の間に形成された空洞を密封している。2個の
通路25,26が部材21中に設けられて染料溶液が空洞を通
って流れることができるようにしている。
The mirror M1 is mounted on a stainless steel member 21 and is fixedly secured thereto by an O-ring seal 22. The mirror M2 is sealingly mounted on a stainless steel collar 23 mounted on a circular flexible diaphragm 24. The outer edge of the diaphragm 24 is attached to the stainless steel member 21 to seal the cavity formed between the mirrors M1 and M2. Two passages 25, 26 are provided in the member 21 to allow the dye solution to flow through the cavity.

金属(例えばジュラルミンまたはスチール)の屈曲取
付け部材27がミラーM1を支持するステンレススチール部
材21にしつかりと固定されている。ミラーM2はこの取付
け部材27に取付けられ、そのためミラーM2はミラーM1と
平行に調節されることができる。ミラーM2の取付け部材
27への結合は全体の長さが調節できる棒または管28によ
つて行われる。これは例えばピエゾ電気変換器29(PZ
T)を用いて行われる。すなわちミラーM1とM2の間隔L
はミラーM2を支持している結合棒または管28の長さを変
化させることによつて調節することができる。別の調節
方法はミラーM1とM2の間の染料溶液の圧力を変化させて
ダイヤフラム24またはミラーM2の外側面のガス圧力に伝
え、ダイヤフラム24または屈曲取付け部材27の結合に圧
力を与えることである。
A bent attachment member 27 of metal (eg, duralumin or steel) is firmly fixed to the stainless steel member 21 supporting the mirror M1. The mirror M2 is mounted on this mounting member 27 so that the mirror M2 can be adjusted parallel to the mirror M1. Mounting member for mirror M2
The connection to 27 is made by a rod or tube 28 of adjustable overall length. This is, for example, the piezoelectric transducer 29 (PZ
T). That is, the distance L between the mirrors M1 and M2
Can be adjusted by changing the length of the connecting rod or tube 28 supporting the mirror M2. Another method of adjustment is to change the pressure of the dye solution between the mirrors M1 and M2 to communicate the gas pressure on the outer surface of the diaphragm 24 or the mirror M2 to apply pressure to the connection of the diaphragm 24 or the bent mounting member 27. .

ミラーM1とM2の反射率は使用される染料のレーザ波長
における光に対する高いQの空洞を与えるように選択さ
れている。典型的には、ミラーM2の反射率は100%に近
く、ミラーM1の反射率は出力結合器として作用するため
に60乃至90%である。ミラーM2はまたポンピング放射の
波長においては高い透過性を有するように選択されてい
る。このレーザはダイクロイックミラーであるミラーM2
を介して入つてくるパルスレーザ(ガス、固体、または
液体)からのビームによつて励起される。その代わりに
ミラーM1がダイクロイックミラーとして構成され(ポン
ピング放射の波長においては高い透過性を有する)、ポ
ンピングの光が染料に入射できるようにしてもよい。ミ
ラーM1からのレーザ出力はポンピング光の入つてくる方
向と反対方向に伝播し、ダイクロイックビーム分離器で
ポンピング光から分離されることができる。これらのポ
ンピング方法は第3a図および第3b図に示されている。ミ
ラーM1からのレーザ出力はレンズL1によつて集束されて
狭帯域増幅器NBAに結合される。
The reflectivity of the mirrors M1 and M2 is chosen to provide a high Q cavity for light at the laser wavelength of the dye used. Typically, the reflectivity of mirror M2 is close to 100% and the reflectivity of mirror M1 is 60-90% to act as an output coupler. Mirror M2 is also selected to have high transmission at the wavelength of the pumping radiation. This laser is a dichroic mirror, Mirror M2
Is excited by a beam from a pulsed laser (gas, solid, or liquid) coming in through. Alternatively, the mirror M1 may be configured as a dichroic mirror (having a high transmission at the wavelength of the pump radiation), so that the light of the pump can be incident on the dye. The laser output from the mirror M1 propagates in a direction opposite to the direction in which the pumping light enters, and can be separated from the pumping light by a dichroic beam separator. These pumping methods are shown in FIGS. 3a and 3b. The laser output from mirror M1 is focused by lens L1 and coupled to narrow band amplifier NBA.

狭帯域増幅器NBAは第4a図および第4b図に概略的に示
されている。それは複数のレーザビーム42によって励起
された横断方向ポンプ染料セル41から構成されて一連の
平行な増幅媒体領域1,2,3,4を与える。典型的には励起
は短い空洞のレーザSCLを励起するために使用されるパ
ルスの残りのものによつて行われる。平行な領域は円筒
集束レンズが後続している多面プリズムによつてポンピ
ングビームを分割することによつて得られる。この平行
な増幅領域の配置は、進行波増幅およびスペクトルフィ
ルタリングを行うためのコンパクトなシステムを形成す
るために使用される。
The narrow band amplifier NBA is shown schematically in FIGS. 4a and 4b. It is composed of a transversely pumped dye cell 41 excited by a plurality of laser beams 42 to provide a series of parallel amplifying medium regions 1,2,3,4. Excitation is typically provided by the remainder of the pulse used to excite the short cavity laser SCL. The parallel area is obtained by splitting the pump beam by a polygonal prism followed by a cylindrical focusing lens. This parallel amplification region arrangement is used to form a compact system for performing traveling wave amplification and spectral filtering.

短い空洞のレーザSCLの出力はビーム視準ミラーによ
つて増幅領域を通って導かれる。増幅された出力は頂部
が屋根形のプリスムP1における反射して戻される前に増
幅領域2を通るために染料セルに対するスペクトルフィ
ルタを通ってスペクトルのフィルタが行われる。ビーム
はそれから頂部が屋根形のプリスムP2によつて反射され
て領域3に入り、以下同様に繰返えされる。この一連の
連続する増幅およびスペクトルフィルタ作用は所要の帯
域幅Δνampが得られるまで行われる。直角に配置され
た2個の平面鏡がプリスムP1,P2の代わりに使用でき
る。
The output of the short cavity laser SCL is directed through the amplification region by a beam collimating mirror. The amplified output is spectrally filtered through a spectral filter for the dye cell to pass through the amplification region 2 before being reflected back at the roof-shaped prism P1. The beam is then reflected by top roof-shaped prism P2 into region 3 and so on. This series of successive amplification and spectral filtering operations is performed until the required bandwidth Δνamp is obtained. Two plane mirrors arranged at right angles can be used instead of the prisms P1 and P2.

スペクトルフィルタは一連のプリズム、1個または複
数個の干渉フィルタ、または回折格子43でよい。回折格
子43がこの実施例で使用されている。それは装置の帯域
幅が使用される格子の溝の数Nを変えることによつて調
節できるからである。これは入射ビームが平行に近い入
射角度のとき、格子の異なった幅にわたつて広がるよう
に格子を傾斜させることによつて行われる。
The spectral filter may be a series of prisms, one or more interference filters, or a diffraction grating 43. A diffraction grating 43 is used in this embodiment. This is because the bandwidth of the device can be adjusted by changing the number N of grating grooves used. This is done by tilting the grating so that it spreads across different widths of the grating when the incident beam is at nearly parallel angles of incidence.

狭帯域増幅器NBAの通過帯域の中心周波数はプリズムP
1を回転することによつて選択される。これは次の式に
したがつて波長λと入射角θによつて決定される角度φ
において格子から回折された光を反射するように設定さ
れる。
The center frequency of the passband of the narrowband amplifier NBA is prism P
Selected by rotating one. This is the angle φ determined by the wavelength λ and the incident angle θ according to the following equation:
Is set to reflect light diffracted from the grating.

λ=d(sinθ+sinφ) ここで、dは格子溝の間隔である。装置の回折で限定
された単一通過帯域Δνは次の式で与えられる。
λ = d (sin θ + sin φ) where d is the interval between the grating grooves. The single passband Δν limited by the diffraction of the device is given by:

格子の傾斜、したがつてNは多重通過帯域幅Δνamp
が短い空洞のレーザSCLから単一モードを分離するよう
に充分に小さいことを確保するように調節される。狭帯
域増幅器NBAを回つて充分に走行した後ビームは小さな
ミラーまたはプリズムによつて反射されてシステムの外
部へ放出される。狭帯域増幅器NBA中には共振空洞は含
まれていないから、満足されるべきモード整合条件はな
く、また機械的公差に対する要求もない。
The slope of the grating, and therefore N is the multiple pass bandwidth Δνamp
Is adjusted to ensure that is small enough to separate the single mode from the short cavity laser SCL. After traveling sufficiently around the narrowband amplifier NBA, the beam is reflected by a small mirror or prism and emitted out of the system. Since no resonant cavity is included in the narrowband amplifier NBA, there are no mode matching conditions to be satisfied and no requirements on mechanical tolerances.

単一モード出力の周波数を同調するために、短い空洞
のレーザSCLはミラーM2を移動するためにPZTに供給され
る電圧を調整することによつて同調される。同時に狭帯
域増幅器NBA中のプリズムP1が回転され、増幅器の帯域
の中心周波数を選択されたモード周波数に維持する。プ
リズムP1はPZTによつて付勢されたサイン棒駆動または
回転段によつて回転されてもよい。狭帯域増幅器NBAで
電圧が傾斜し短い空洞のレーザSCL変換器は同期走査を
行うように調節される。
To tune the frequency of the single mode output, the short cavity laser SCL is tuned by adjusting the voltage supplied to the PZT to move mirror M2. At the same time, the prism P1 in the narrowband amplifier NBA is rotated to maintain the center frequency of the amplifier band at the selected mode frequency. Prism P1 may be rotated by a sine bar drive or a rotary stage biased by PZT. In the narrow-band amplifier NBA, the voltage-graded and short-cavity laser SCL converter is adjusted to perform synchronous scanning.

狭帯域増幅器NBAのスレーブ・ロックを得るために狭
域幅Δνampが調節されて中心モードνmのいずれかの
側の隣接する一つのモードが増幅されることができる。
これは第5図に示されている。これらのモードνm−1
およびνm+1は中心モードに対して異なった角度で回
折され、そのため中心モードに対して小さな角度で伝播
する出力が生成される。したがつて、それらは第6図に
示すような簡単なミラー系63,64によつて所望のモード
νmから空間的に分離される。この装置において、短い
空洞のレーザSCL61の出力は狭帯域増幅器NBA62を通過す
る。したがつて出力は中心モードνmのみからなる。こ
のサイドモードの強度は狭帯域増幅器NBAの帯域のピー
クに中心を有するνmに等しい。したがつて、それらの
強度は狭帯域増幅器NBAの中心周波数をサーボ制御する
ためのエラー信号の発生に使用されることができる。ミ
ラー63,64によつて反射されるモードνm−1およびν
m+1の強度はフォトダイオード65,66によつて検出さ
れ、その出力信号は電子的比較器(差動増幅器)67に供
給される。もしも強度の差が検出されるならば、比較器
67の出力は増幅され、サーボ制御装置68を駆動するため
に使用される。このサーボ制御装置68は等しい強度を与
える角度にリセットするようにプリズム(図示せず)に
対する調節を行う。
The narrow width Δνamp can be adjusted to obtain the slave lock of the narrowband amplifier NBA so that one adjacent mode on either side of the central mode νm can be amplified.
This is shown in FIG. These modes νm-1
And νm + 1 are diffracted at different angles with respect to the central mode, thus producing an output that propagates at a small angle with respect to the central mode. Thus, they are spatially separated from the desired mode νm by a simple mirror system 63, 64 as shown in FIG. In this device, the output of the short cavity laser SCL61 passes through a narrow band amplifier NBA62. Therefore, the output consists only of the central mode νm. The intensity of this side mode is equal to νm centered on the peak of the band of the narrowband amplifier NBA. Therefore, their intensities can be used to generate an error signal to servo the center frequency of the narrowband amplifier NBA. Modes νm−1 and ν reflected by mirrors 63 and 64
The intensity of m + 1 is detected by the photodiodes 65 and 66, and the output signal is supplied to an electronic comparator (differential amplifier) 67. If an intensity difference is detected, a comparator
The output of 67 is amplified and used to drive servo controller 68. The servo controller 68 makes adjustments to the prism (not shown) to reset to an angle that gives equal intensity.

短い空洞のレーザSCLの走査は、モードνm−1およ
びνm+1の相対強度における変化を生じる狭帯域増幅
器NBAの帯域を横切るνmのシフトを生じる。この変化
は上述の比較器を使用する方法によつて検出され、狭帯
域増幅器NBAの設定は自動的に補償するように調節され
る。したがつて狭帯域増幅器NBAは単一モードνmを中
心とするその帯域を維持するように自動的に駆動され、
したがつて短い空洞のレーザSCLの同調に追従する。
Scanning of the short cavity laser SCL results in a shift of νm across the band of the narrowband amplifier NBA resulting in a change in the relative intensities of the modes νm-1 and νm + 1. This change is detected by the above-described method using a comparator, and the setting of the narrow band amplifier NBA is adjusted to automatically compensate. Thus, the narrowband amplifier NBA is automatically driven to maintain its band around the single mode νm,
Therefore, it follows the tuning of the short cavity laser SCL.

システムの出力の絶対周波数νmは次のような方法に
よつて安定化されることができる。短い空洞のレーザSC
Lは干渉計的に監視されることができる間隔Lのファブ
リ・ペローエタロンとして作用する。短い空洞のレーザ
SCLは単色の、例えばHeNeレーザのような連続動作光源
として示され、結果的に生じた干渉縞は光電的に検出さ
れる。Lの変化はこれらの干渉縞のシフト、したがつて
エラー信号を検出器に生じる。したがつてサーボ制御シ
ステムはこれらの干渉縞の一つの側部またはピークにロ
ックされることができる。干渉縞のシフトの検出は、短
い空洞のレーザSCL中のPZTに供給された電圧の変化によ
つてLを調節するようにサーボシステムを付勢するため
に使用される。したがつて光電的厚さLの変化はPZTに
よつて補償され、モード周波数νmを一定に維持する。
さらにエラー信号はポンピングレーザの点火を禁止する
ために使用されることができ、それ故短い空洞のレーザ
SCLは長さLが予め設定された公差の範囲内にあるとき
のみポンピングパルスを受けることができる。
The absolute frequency νm of the output of the system can be stabilized in the following way. Short cavity laser SC
L acts as a Fabry-Perot etalon with an interval L that can be monitored interferometrically. Short cavity laser
The SCL is shown as a monochromatic, continuously operating light source, for example a HeNe laser, and the resulting interference fringes are detected photoelectrically. A change in L causes a shift of these fringes and thus an error signal at the detector. Therefore, the servo control system can be locked to one side or peak of these fringes. Detection of fringe shift is used to energize the servo system to adjust L by changing the voltage applied to the PZT in the short cavity laser SCL. Therefore, the change in the photoelectric thickness L is compensated by the PZT, and the mode frequency νm is kept constant.
In addition, the error signal can be used to inhibit the ignition of the pumping laser, hence the short cavity laser
The SCL can receive a pumping pulse only when the length L is within a preset tolerance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1a図乃至第1c図は、この発明の1実施例の動作を説明
するために使用される放射強度と周波数の関係を示す特
性図である。 第2図は、短い空洞の染料レーザの概略図である。 第3a図および第3b図は、第2図のレーザのポンピングの
ための構成を示す。 第4a図および第4b図は増幅器の平面図および側面図であ
る。 第5図は、強度と周波数の関係の1例を示す特性図であ
る。 第6図は、この発明の1実施例の装置のレイアウトを示
す概略図である。 M1,M2……ミラー、21……部材、22……Oリング、23…
カラー、24……ダイヤフラム、25,26……通路、P1,P2…
…プリズム、43……回折格子。
FIGS. 1a to 1c are characteristic diagrams showing the relationship between radiation intensity and frequency used to explain the operation of one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a short cavity dye laser. 3a and 3b show an arrangement for pumping the laser of FIG. 4a and 4b are a plan view and a side view of the amplifier. FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between intensity and frequency. FIG. 6 is a schematic diagram showing the layout of the apparatus according to one embodiment of the present invention. M1, M2: Mirror, 21: Member, 22: O-ring, 23 ...
Collar, 24 ... Diaphragm, 25, 26 ... Passage, P1, P2 ...
... Prism, 43 ... Diffraction grating.

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のモードの放射を発生する共振装置
(61)と、前記モードのうち予め定められたモードを選
択的に増幅するための前記複数のモードの連続するモー
ド間の間隔よりも狭い帯域幅を有し前記共振装置の外部
に配置された狭帯域増幅手段を有する、実質上単色のコ
ヒーレントな放射を発生する装置であって、増幅媒体の
一連の平行な領域(1,2,3,4)を提供するように、狭帯
域増幅システム(NBA)が複数のレーザビーム(42)に
よって励起され横断方向にポンプされる染料セル(41)
を具備していることを特徴とする実質上単色のコヒーレ
ントな放射を発生する装置。
1. A resonance device for generating radiation of a plurality of modes, and an interval between successive ones of the plurality of modes for selectively amplifying a predetermined mode among the modes. A device for generating substantially monochromatic coherent radiation having a narrow bandwidth and having narrow band amplifying means disposed outside said resonator, comprising: a series of parallel regions (1,2, A dye cell (41), in which a narrow band amplification system (NBA) is excited by multiple laser beams (42) and transversely pumped to provide (3,4)
An apparatus for generating substantially monochromatic coherent radiation, comprising:
【請求項2】前記共振装置は2個のミラー間に染料溶液
がそれを通って流れることができるように構成された空
洞を具備している特許請求の範囲第1項記載の実質上単
色のコヒーレントな放射を発生する装置。
2. The substantially monochromatic device according to claim 1, wherein said resonator comprises a cavity between two mirrors, the cavity configured to allow a dye solution to flow therethrough. A device that generates coherent radiation.
【請求項3】前記共振装置を前記2個のミラー間の間隔
を調節することによって同調する同調手段を具備してい
る特許請求の範囲第2項記載の実質上単色のコヒーレン
トな放射を発生する装置。
3. A substantially monochromatic coherent radiation according to claim 2, further comprising tuning means for tuning said resonator by adjusting the spacing between said two mirrors. apparatus.
【請求項4】前記同調手段は前記ミラーの一つに取付け
られたピエゾ電気変換器を具備している特許請求の範囲
第3項記載の実質上単色のコヒーレントな放射を発生す
る装置。
4. An apparatus for generating substantially monochromatic coherent radiation according to claim 3, wherein said tuning means comprises a piezoelectric transducer mounted on one of said mirrors.
【請求項5】前記同調手段は前記2個のミラー間の空洞
中の染料溶液中の圧力変化に応答する手段を具備してい
る特許請求の範囲第3項記載の実質上単色コヒーレント
な放射を発生する装置。
5. The substantially monochromatic coherent radiation of claim 3, wherein said tuning means comprises means responsive to a change in pressure in the dye solution in the cavity between the two mirrors. The device that generates.
【請求項6】前記2個のミラー間の間隔は数ミリメート
ルの程度である特許請求の範囲第2項乃至第5項のいず
れか1項記載の実質上単色のコヒーレントな放射を発生
する装置。
6. Apparatus for generating substantially monochromatic coherent radiation according to claim 2, wherein the distance between said two mirrors is of the order of a few millimeters.
【請求項7】レーザを励起するために使用されたパルス
から複数のレーザビームを導出するビーム分割手段を具
備している特許請求の範囲第1項記載の実質上単色のコ
ヒーレントな放射を発生する装置。
7. The method of claim 1, further comprising beam splitting means for deriving a plurality of laser beams from the pulses used to excite the laser. apparatus.
【請求項8】前記ビーム分割手段は多面プリズムを具備
している特許請求の範囲第7項記載の実質上単色のコヒ
ーレントな放射を発生する装置。
8. An apparatus for generating substantially monochromatic coherent radiation according to claim 7, wherein said beam splitting means comprises a polygonal prism.
【請求項9】前記増幅媒体を通過する放射を連続的にフ
ィルタするためのスペクトルフィルタ手段を有する特許
請求の範囲第1項乃至第8項のいずれか1項記載の実質
上単色のコヒーレントな放射を発生する装置。
9. A substantially monochromatic coherent radiation according to claim 1, further comprising spectral filtering means for continuously filtering radiation passing through said amplification medium. The device that generates the.
【請求項10】前記スペクトルフィルタ手段が回折格子
である特許請求の範囲第9項記載の実質上単色のコヒー
レントな放射を発生する装置。
10. Apparatus for generating substantially monochromatic coherent radiation according to claim 9, wherein said spectral filter means is a diffraction grating.
【請求項11】前記スペクトルフィルタ手段が前記増幅
システムの通過帯域幅を調節するために回折格子を傾斜
させる傾斜手段を具備している特許請求の範囲第10項記
載の実質上単色のコヒーレントな放射を発生する装置。
11. The substantially monochromatic coherent radiation of claim 10, wherein said spectral filter means comprises tilt means for tilting a diffraction grating to adjust the pass bandwidth of said amplification system. The device that generates the.
【請求項12】狭帯域増幅手段の通過帯域幅の中心周波
数を選択するための周波数選択手段を具備している特許
請求の範囲第1項記載の実質上単色のコヒーレントな放
射を発生する装置。
12. The apparatus for generating substantially monochromatic coherent radiation according to claim 1, further comprising frequency selection means for selecting the center frequency of the passband of the narrowband amplification means.
【請求項13】前記増幅システムの中心通過モードに隣
接するモードの振幅を検出する隣接モード検出手段と、
前記モードの相対振幅に応答して前記傾斜手段の設定を
調節するフィードバック手段とを具備している特許請求
の範囲第12項記載の実質上単色のコヒーレントな放射を
発生する装置。
13. An adjacent mode detecting means for detecting an amplitude of a mode adjacent to a center passage mode of the amplification system;
13. The apparatus for generating substantially monochromatic coherent radiation according to claim 12, comprising feedback means for adjusting a setting of said tilt means in response to a relative amplitude of said mode.
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