JPH09167868A - レーザ・システム - Google Patents
レーザ・システムInfo
- Publication number
- JPH09167868A JPH09167868A JP28207096A JP28207096A JPH09167868A JP H09167868 A JPH09167868 A JP H09167868A JP 28207096 A JP28207096 A JP 28207096A JP 28207096 A JP28207096 A JP 28207096A JP H09167868 A JPH09167868 A JP H09167868A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cavity
- laser
- reflector
- light
- gain medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/139—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
- H01S5/142—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon which comprises an additional resonator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】単純な構造で、強い光を発生する受動ロック・
レーザの提供。 【解決手段】その間に共通の反射器を設けた、利得媒体
を含むレーザ空洞と外部空洞とを備える。反射率Ｒ1を
有する第１の反射器、レーザ空洞を形成するため、第１
の反射器から間隔をあけて配置された第２の反射器、及
び、外部空洞を形成するため、第２の反射器から間隔を
あけて配置された第３の反射器が含まれている。第２の
反射器の反射率Ｒ2は、第１の反射器の反射率Ｒ1より大
きい。第３の反射器の反射率Ｒ3も、第１の反射器の反
射率Ｒ1より大きい。レーザ空洞からの通過光が、外部
共振空洞内で共振する。この光の一部は、外部共振空洞
を通過してレーザ空洞に戻り、レーザ利得媒体を光学的
にロックする。
レーザの提供。 【解決手段】その間に共通の反射器を設けた、利得媒体
を含むレーザ空洞と外部空洞とを備える。反射率Ｒ1を
有する第１の反射器、レーザ空洞を形成するため、第１
の反射器から間隔をあけて配置された第２の反射器、及
び、外部空洞を形成するため、第２の反射器から間隔を
あけて配置された第３の反射器が含まれている。第２の
反射器の反射率Ｒ2は、第１の反射器の反射率Ｒ1より大
きい。第３の反射器の反射率Ｒ3も、第１の反射器の反
射率Ｒ1より大きい。レーザ空洞からの通過光が、外部
共振空洞内で共振する。この光の一部は、外部共振空洞
を通過してレーザ空洞に戻り、レーザ利得媒体を光学的
にロックする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ放射光を発生す
るための光学システムに関し、とりわけ、線形光学空洞
を備えた、ダイオード・ポンピングによる受動ロック式
レーザに関するものである。
るための光学システムに関し、とりわけ、線形光学空洞
を備えた、ダイオード・ポンピングによる受動ロック式
レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多くのレーザ応用（例えば、化学的検
知）において、強度の高いレーザ光が必要とされる。強
度の高い光を発生する方法の１つは、光学空洞内に捕獲
された光を利用することである。光学空洞または共振器
は２つ以上の鏡面から構成され、入射光は、それら鏡面
で捕獲され、往復させることができるように配置されて
いる。こうして、空洞内の光を入射光より何桁分も強く
することが可能になる。
知）において、強度の高いレーザ光が必要とされる。強
度の高い光を発生する方法の１つは、光学空洞内に捕獲
された光を利用することである。光学空洞または共振器
は２つ以上の鏡面から構成され、入射光は、それら鏡面
で捕獲され、往復させることができるように配置されて
いる。こうして、空洞内の光を入射光より何桁分も強く
することが可能になる。
【０００３】多くの用途において、光学空洞内に、（ヘ
リウム・ネオン放電管等の）光学利得媒体が配置され
る。典型的なダイオード・レーザの場合、ダイオード利
得媒体自体に、空洞鏡が直接被着される。ただし、周波
数を同調させたり、線幅を狭くするといったような一部
の用途においては、ダイオードのフェーセット（端部鏡
面）の一方または両方に反射防止コーティングを施した
り、ダイオード外部の鏡によって形成される光学空洞内
において、ダイオードを動作させる場合もある。ダイオ
ード利得媒体は、こうした空洞内において動作させるこ
とが可能であるが、ダイオードの放射フェーセットの損
傷しきい値が低いので、空洞内で生じるパワー量が厳し
い制限を受けることになる。
リウム・ネオン放電管等の）光学利得媒体が配置され
る。典型的なダイオード・レーザの場合、ダイオード利
得媒体自体に、空洞鏡が直接被着される。ただし、周波
数を同調させたり、線幅を狭くするといったような一部
の用途においては、ダイオードのフェーセット（端部鏡
面）の一方または両方に反射防止コーティングを施した
り、ダイオード外部の鏡によって形成される光学空洞内
において、ダイオードを動作させる場合もある。ダイオ
ード利得媒体は、こうした空洞内において動作させるこ
とが可能であるが、ダイオードの放射フェーセットの損
傷しきい値が低いので、空洞内で生じるパワー量が厳し
い制限を受けることになる。
【０００４】この制限を克服し、同時に、大きい光学的
場を発生するため、ダイオード・レーザは、ダイオード
・レーザ放射光が捕獲される、独立した高フィネス光学
空洞の外部に配置することが可能である。この独立した
空洞は、今後、「ビルド・アップ」空洞と呼ばれる。し
かし、ダイオード・レーザは、高フィネス・ビルド・ア
ップ空洞のそれよりもはるかに広い光学帯域幅の放射光
を射出する。ビルド・アップ空洞内においてダイオード
・レーザ放射光の大幅な増幅を実現するためには、空洞
共振周波数において空洞の帯域幅に近いか、または、一
致する帯域幅を有するコヒーレントな放射光をダイオー
ド・レーザから強制的に放射させなければならない。こ
のプロセスは、今後、「光学的ロック」と呼ばれる。
場を発生するため、ダイオード・レーザは、ダイオード
・レーザ放射光が捕獲される、独立した高フィネス光学
空洞の外部に配置することが可能である。この独立した
空洞は、今後、「ビルド・アップ」空洞と呼ばれる。し
かし、ダイオード・レーザは、高フィネス・ビルド・ア
ップ空洞のそれよりもはるかに広い光学帯域幅の放射光
を射出する。ビルド・アップ空洞内においてダイオード
・レーザ放射光の大幅な増幅を実現するためには、空洞
共振周波数において空洞の帯域幅に近いか、または、一
致する帯域幅を有するコヒーレントな放射光をダイオー
ド・レーザから強制的に放射させなければならない。こ
のプロセスは、今後、「光学的ロック」と呼ばれる。
【０００５】ダイオード・レーザの帯域幅を狭める方法
の１つは、ダイオード・レーザの全電子的周波数ロック
を利用することである。しかし、この技法には、超高速
サーボ、ダイオード・レーザと空洞とのかなりの程度の
光学的分離、及び、高度な電子制御が必要になる。
の１つは、ダイオード・レーザの全電子的周波数ロック
を利用することである。しかし、この技法には、超高速
サーボ、ダイオード・レーザと空洞とのかなりの程度の
光学的分離、及び、高度な電子制御が必要になる。
【０００６】代替方式として、実質的に線幅を狭めるこ
とを光学帰還（すなわち、受動）方式によって実現する
ことも可能である。例えば、ダマニ（Dahmani）他：
“共振光学帰還による半導体レーザ・ダイオードの周波
数安定化（ Frequency stabilization of semi-conduct
or lasers by resonant optical feedback)”, Opt. Le
tt., 12, pp. 876-878(1987)には、ビルド・アップ空洞
に対するダイオード・レーザの受動光学ロックが報告さ
れている。この技法の場合、ダイオード・レーザからの
光は、ビルド・アップ空洞に送り込まれる。この光の周
波数が空洞の共振周波数と整合する場合、光は捕獲され
ることになる。次に、捕獲された光の一部が、ダイオー
ド・レーザに送り返されて、受動帰還・メカニズムとし
て作用し、ダイオードの放射光帯域幅を狭めるだけでな
く、低フィネスのダイオード・レーザの周波数を高フィ
ネスのビルド・アップ空洞の周波数にロックする。
とを光学帰還（すなわち、受動）方式によって実現する
ことも可能である。例えば、ダマニ（Dahmani）他：
“共振光学帰還による半導体レーザ・ダイオードの周波
数安定化（ Frequency stabilization of semi-conduct
or lasers by resonant optical feedback)”, Opt. Le
tt., 12, pp. 876-878(1987)には、ビルド・アップ空洞
に対するダイオード・レーザの受動光学ロックが報告さ
れている。この技法の場合、ダイオード・レーザからの
光は、ビルド・アップ空洞に送り込まれる。この光の周
波数が空洞の共振周波数と整合する場合、光は捕獲され
ることになる。次に、捕獲された光の一部が、ダイオー
ド・レーザに送り返されて、受動帰還・メカニズムとし
て作用し、ダイオードの放射光帯域幅を狭めるだけでな
く、低フィネスのダイオード・レーザの周波数を高フィ
ネスのビルド・アップ空洞の周波数にロックする。
【０００７】上記ダマニ他が開示すると同様のシステム
の欠点は、こうしたシステムで用いられる光学ロックが
弱い、すなわち、ビルド・アップ空洞における光のごく
わずかな部分だけしかダイオード・レーザに帰還されな
いということである。弱い光学ロック技法の欠点は、や
はり、ダイオード・レーザに帰還される光の強さと位相
の両方について、慎重な電気機械的制御が必要になると
いうことである。さらに、こうしたシステムには、少な
くとも４つの反射器が含まれる。
の欠点は、こうしたシステムで用いられる光学ロックが
弱い、すなわち、ビルド・アップ空洞における光のごく
わずかな部分だけしかダイオード・レーザに帰還されな
いということである。弱い光学ロック技法の欠点は、や
はり、ダイオード・レーザに帰還される光の強さと位相
の両方について、慎重な電気機械的制御が必要になると
いうことである。さらに、こうしたシステムには、少な
くとも４つの反射器が含まれる。
【０００８】外部共振空洞に対する反射防止コーティン
グを施したダイオード・レーザの受動全光学ロックが、
最近になって広く活用されるようになってきた。例とし
ては、周波数の２逓倍（レント及びリスク（W.Lenth an
d W.P. Risk）へ1991年８月に与えられた米国特許５、
０３８、３５２号：非線型結晶共振器を用いたレーザ・
システムと方法（Laser system and method using a no
nlinear crystal resonator）, 及び、コズロフスキ
（W.J. Kozlovsky)他：“伸長空洞レーザ・ダイオード
の共振器増強周波数２逓倍による青色光の発生（Blue l
ight generation byresonator -enhanced frequency do
ubling of an extended diode laser)”,Aug. 1994, 65
(5), pp.525-527, Appl. Phys. Lett.),周波数混合（P.
G. Wigley,Q. Zhang, E. Miesak, and G.J. Dixon:" 高
出力467nm受動ロック式信号共振合成周波数レーザ（Hig
h power 467nm passively-locked signal-resonant sum
frequency laser)", Post deadline paper CPD21-1, C
onference on Lasers and Electro-optics, Baltimore,
MD., Optical Society of America, 1995）、及び、化
学的検知（キング（David A. King)他に１９９５年７月
に与えられた米国特許5,432,610号：化学検知用ダイオ
ード・ポンプ電力ビルドアップ空洞（Diode-pumped pow
er build-up cavity for chemical sensing)がある。上
記キング他（参考までに本明細書にそっくりそのまま組
み込まれている）は、ダイオード・レーザが外部共振空
洞と光学的にロックされるいくつかの実施例について解
説している。キング他の教示によれば、３つの反射素子
を含むシステムに関して非共振反射を排除するために
は、ダイオード電流を大幅に制限し、追加部品を要する
可能性がある。
グを施したダイオード・レーザの受動全光学ロックが、
最近になって広く活用されるようになってきた。例とし
ては、周波数の２逓倍（レント及びリスク（W.Lenth an
d W.P. Risk）へ1991年８月に与えられた米国特許５、
０３８、３５２号：非線型結晶共振器を用いたレーザ・
システムと方法（Laser system and method using a no
nlinear crystal resonator）, 及び、コズロフスキ
（W.J. Kozlovsky)他：“伸長空洞レーザ・ダイオード
の共振器増強周波数２逓倍による青色光の発生（Blue l
ight generation byresonator -enhanced frequency do
ubling of an extended diode laser)”,Aug. 1994, 65
(5), pp.525-527, Appl. Phys. Lett.),周波数混合（P.
G. Wigley,Q. Zhang, E. Miesak, and G.J. Dixon:" 高
出力467nm受動ロック式信号共振合成周波数レーザ（Hig
h power 467nm passively-locked signal-resonant sum
frequency laser)", Post deadline paper CPD21-1, C
onference on Lasers and Electro-optics, Baltimore,
MD., Optical Society of America, 1995）、及び、化
学的検知（キング（David A. King)他に１９９５年７月
に与えられた米国特許5,432,610号：化学検知用ダイオ
ード・ポンプ電力ビルドアップ空洞（Diode-pumped pow
er build-up cavity for chemical sensing)がある。上
記キング他（参考までに本明細書にそっくりそのまま組
み込まれている）は、ダイオード・レーザが外部共振空
洞と光学的にロックされるいくつかの実施例について解
説している。キング他の教示によれば、３つの反射素子
を含むシステムに関して非共振反射を排除するために
は、ダイオード電流を大幅に制限し、追加部品を要する
可能性がある。
【０００９】ダイオード・レーザの受動全光学ロックの
困難を明らかにするため、光学空洞の物理的特性につい
て簡単な説明を行うことにする。図１に示すように、２
つの表面２及び４（それぞれ、反射率（反射係数）Ｒ1
及びＲ2））によって、空洞６が形成される。この空洞
６は、櫛歯状の共振周波数分布を備えており、櫛歯の間
隔はｃ／２Ｌである（ｃは空洞内における光の速度、Ｌ
は２つの表面２及び４間の光学距離である）。
困難を明らかにするため、光学空洞の物理的特性につい
て簡単な説明を行うことにする。図１に示すように、２
つの表面２及び４（それぞれ、反射率（反射係数）Ｒ1
及びＲ2））によって、空洞６が形成される。この空洞
６は、櫛歯状の共振周波数分布を備えており、櫛歯の間
隔はｃ／２Ｌである（ｃは空洞内における光の速度、Ｌ
は２つの表面２及び４間の光学距離である）。
【００１０】線形空洞に入射する光は、一般に、図１
Ａ、図１Ｂに示す２つの現象の１つに従う。図１Ａの場
合、入射光８の周波数は空洞の共振周波数とは全く異な
る。従って、入射光８は、表面２によって反射光１０と
して反射されるだけである。図１Ｂには、入射光８が空
洞の共振周波数である（またはそれに極めて近い）状況
が示されている。この場合、入射光は表面２と４の間に
空洞内ビーム１２として捕獲される。捕獲された光は、
さらに、表面２及び４から漏れて、それぞれ、反射ビー
ム１０及び透過ビーム１４に影響を及ぼす。漏出光は入
射ビーム８と位相がずれているので、表面２からの単な
る非共振反射ビーム１０の一部に破壊的な干渉を及ぼす
ことになる。
Ａ、図１Ｂに示す２つの現象の１つに従う。図１Ａの場
合、入射光８の周波数は空洞の共振周波数とは全く異な
る。従って、入射光８は、表面２によって反射光１０と
して反射されるだけである。図１Ｂには、入射光８が空
洞の共振周波数である（またはそれに極めて近い）状況
が示されている。この場合、入射光は表面２と４の間に
空洞内ビーム１２として捕獲される。捕獲された光は、
さらに、表面２及び４から漏れて、それぞれ、反射ビー
ム１０及び透過ビーム１４に影響を及ぼす。漏出光は入
射ビーム８と位相がずれているので、表面２からの単な
る非共振反射ビーム１０の一部に破壊的な干渉を及ぼす
ことになる。
【００１１】入射ビーム８が空洞の共振周波数を有する
場合、空洞６の有効反射率（有効反射係数）は、表面２
の単なる非共振反射率（または非共振反射係数）より低
くなる。この効果が、図１Ａ及び図１Ｂに示す空洞の反
射率（Ｉref／Ｉinc）が正規化周波数の関数として作図
された図１Ｃに示されている。該周波数は、空洞の櫛歯
間隔に対して正規化されるので、正規化周波数の各整数
値毎に、空洞共振が生じることになる。空洞の帯域幅
は、各共振の半値幅であり、表面２及び４の反射率が低
下するにつれて小さくなる。Ｒ1がＲ2に等しい場合、表
面２からの共振反射及び非共振反射の大きさは、等し
く、位相が１８０゜ずれている。こうして、空洞反射率
は、空洞共振に関してゼロまで低下する（散乱がない場
合）。
場合、空洞６の有効反射率（有効反射係数）は、表面２
の単なる非共振反射率（または非共振反射係数）より低
くなる。この効果が、図１Ａ及び図１Ｂに示す空洞の反
射率（Ｉref／Ｉinc）が正規化周波数の関数として作図
された図１Ｃに示されている。該周波数は、空洞の櫛歯
間隔に対して正規化されるので、正規化周波数の各整数
値毎に、空洞共振が生じることになる。空洞の帯域幅
は、各共振の半値幅であり、表面２及び４の反射率が低
下するにつれて小さくなる。Ｒ1がＲ2に等しい場合、表
面２からの共振反射及び非共振反射の大きさは、等し
く、位相が１８０゜ずれている。こうして、空洞反射率
は、空洞共振に関してゼロまで低下する（散乱がない場
合）。
【００１２】空洞に対するダイオード・レーザの受動ロ
ックの目的は、ダイオード・レーザからの入射ビーム８
によって空洞内ビーム１２を発生することにある。これ
によって、空洞から生じる所望の光学特性（例えば、帯
域幅及び周波数）がダイオード・レーザに加えられるこ
とになる。空洞からの反射ビーム１０を利用して、ダイ
オード・レーザが空洞共振にロックされる。しかし、図
１Ｃに示すように、反射ビーム１０は空洞共振において
再弱である。従って、光学帰還によれば、ダイオード電
流が増すにつれて、レーザは空洞共振周波数以外の周波
数においてしきい値に達するようになるのは明らかであ
る。従って、当該技術の熟練者が長年にわたって信じて
いたように、図１Ａに示す構造はダイオード・レーザの
周波数ロックには極めて不適当である。
ックの目的は、ダイオード・レーザからの入射ビーム８
によって空洞内ビーム１２を発生することにある。これ
によって、空洞から生じる所望の光学特性（例えば、帯
域幅及び周波数）がダイオード・レーザに加えられるこ
とになる。空洞からの反射ビーム１０を利用して、ダイ
オード・レーザが空洞共振にロックされる。しかし、図
１Ｃに示すように、反射ビーム１０は空洞共振において
再弱である。従って、光学帰還によれば、ダイオード電
流が増すにつれて、レーザは空洞共振周波数以外の周波
数においてしきい値に達するようになるのは明らかであ
る。従って、当該技術の熟練者が長年にわたって信じて
いたように、図１Ａに示す構造はダイオード・レーザの
周波数ロックには極めて不適当である。
【００１３】上述の破壊的干渉を軽減し、ダイオード・
レーザに戻される最強の反射が光学空洞だけから生じる
という保証が得られるようにするため、さまざまなアプ
ローチが利用されてきた。単純なアプローチは、共振帰
還の空間的分離を可能にする追加空洞反射器または反射
の利用である（前掲のダマニ文献を参照）。他の解決策
は、鏡で誘導される複屈折によるダイオード・レーザへ
のごくわずかな帰還（C.E. Tanner 他：Atomic beam co
llimation using a laser diode with a selflocking p
ower-build-up cavity, May 1988, vol.13(5), pp. 357
-359, OpticsLetters 参照）、または、ごく弱く励起さ
れる逆伝搬モードの利用（A. Hemmerrich 他：Second-h
armonic generation and optical stabilization of a
diodelaser in an external ring resonator, April 19
90, Vol. 15(7), pp.372-374,Optics Letters 参照）に
依存するものである。しかし、こうした追加反射器は、
レーザ・システムを構成する複雑さ及び費用を増すこと
になりがちである。
レーザに戻される最強の反射が光学空洞だけから生じる
という保証が得られるようにするため、さまざまなアプ
ローチが利用されてきた。単純なアプローチは、共振帰
還の空間的分離を可能にする追加空洞反射器または反射
の利用である（前掲のダマニ文献を参照）。他の解決策
は、鏡で誘導される複屈折によるダイオード・レーザへ
のごくわずかな帰還（C.E. Tanner 他：Atomic beam co
llimation using a laser diode with a selflocking p
ower-build-up cavity, May 1988, vol.13(5), pp. 357
-359, OpticsLetters 参照）、または、ごく弱く励起さ
れる逆伝搬モードの利用（A. Hemmerrich 他：Second-h
armonic generation and optical stabilization of a
diodelaser in an external ring resonator, April 19
90, Vol. 15(7), pp.372-374,Optics Letters 参照）に
依存するものである。しかし、こうした追加反射器は、
レーザ・システムを構成する複雑さ及び費用を増すこと
になりがちである。
【００１４】狭帯域のレーザ光をさまざまな周波数で同
調させることができることが望ましい場合もある。色素
レーザといった、伝統的な同調可能な放射源は、構造的
に複雑であり、比較的大きい。ダイオード・レーザは、
単純で、小さく、多少は同調可能であるが、放出する放
射光は狭帯域ではない。ダイオード・レーザの出力パワ
ーを増すことによって帯域幅を狭くしようとする方法は
望ましくない。出力パワーの増加は数桁必要になのに、
ダイオード・レーザの損傷しきい値が低いので、個々の
ダイオードのパワーを穏当な低い値に制限しなければな
らないからである。より有効な代替方式は、ダイオード
の空洞長を増すことである。これは、ダイオード・レー
ザの反射フェーセットに反射防止コーティングを施し、
ダイオードから比較的大きく離して外部反射器を配置す
ることによって実施される場合が最も多い。このタイプ
のレーザは、通常、外部空洞ダイオード・レーザと呼ば
れる。この装置の同調性は、外部反射器として反射格子
を用いることによって得られる（例えばHewlett-Packar
d Journal, 1993年２月号参照）。しかし、空洞長が増
すと（一般に、１〜数十センチメートルの範囲で）、空
洞の縦モードの密度が高くなる。格子の同調時には、縦
モードのホッピング（同調曲線における不適切な不連
続）に遭遇することが極めて多い。
調させることができることが望ましい場合もある。色素
レーザといった、伝統的な同調可能な放射源は、構造的
に複雑であり、比較的大きい。ダイオード・レーザは、
単純で、小さく、多少は同調可能であるが、放出する放
射光は狭帯域ではない。ダイオード・レーザの出力パワ
ーを増すことによって帯域幅を狭くしようとする方法は
望ましくない。出力パワーの増加は数桁必要になのに、
ダイオード・レーザの損傷しきい値が低いので、個々の
ダイオードのパワーを穏当な低い値に制限しなければな
らないからである。より有効な代替方式は、ダイオード
の空洞長を増すことである。これは、ダイオード・レー
ザの反射フェーセットに反射防止コーティングを施し、
ダイオードから比較的大きく離して外部反射器を配置す
ることによって実施される場合が最も多い。このタイプ
のレーザは、通常、外部空洞ダイオード・レーザと呼ば
れる。この装置の同調性は、外部反射器として反射格子
を用いることによって得られる（例えばHewlett-Packar
d Journal, 1993年２月号参照）。しかし、空洞長が増
すと（一般に、１〜数十センチメートルの範囲で）、空
洞の縦モードの密度が高くなる。格子の同調時には、縦
モードのホッピング（同調曲線における不適切な不連
続）に遭遇することが極めて多い。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、比較
的単純な構造ではあるが、それにもかかわらず、強度の
高い光を発生することが可能な受動ロック・レーザを提
供することにある。
的単純な構造ではあるが、それにもかかわらず、強度の
高い光を発生することが可能な受動ロック・レーザを提
供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、その間
に共通の反射器が設けられた第１の共振空洞と第２の共
振空洞を備えるレーザ・システムが得られる。これらの
共振空洞は、本書では、それぞれ、「レーザ空洞」及び
「外部共振空洞」（または略して「外部空洞」）と定義
される。一般に、レーザ・ビルド・アップ・システムに
は、３つの反射器、すなわち、反射率Ｒ1を有する第１
の反射器、レーザ空洞を形成するため、第１の反射器か
ら間隔をあけて配置された第２の反射器、及び、外部空
洞を形成するため、第２の反射器から間隔をあけて配置
された第３の反射器が含まれている。第２の反射器の反
射率Ｒ2は、第１の反射器の反射率Ｒ1より大きい。第３
の反射器の反射率Ｒ3も、第１の反射器の反射率Ｒ1より
大きい。レーザ利得媒体は、レーザ空洞内に納められ、
レーザ空洞内で共振する光を放射する。レーザ空洞から
の通過光が、外部共振空洞内で共振する。この光の一部
は、外部共振空洞を通過してレーザ空洞に戻り、レーザ
利得媒体を光学的にロックする。
に共通の反射器が設けられた第１の共振空洞と第２の共
振空洞を備えるレーザ・システムが得られる。これらの
共振空洞は、本書では、それぞれ、「レーザ空洞」及び
「外部共振空洞」（または略して「外部空洞」）と定義
される。一般に、レーザ・ビルド・アップ・システムに
は、３つの反射器、すなわち、反射率Ｒ1を有する第１
の反射器、レーザ空洞を形成するため、第１の反射器か
ら間隔をあけて配置された第２の反射器、及び、外部空
洞を形成するため、第２の反射器から間隔をあけて配置
された第３の反射器が含まれている。第２の反射器の反
射率Ｒ2は、第１の反射器の反射率Ｒ1より大きい。第３
の反射器の反射率Ｒ3も、第１の反射器の反射率Ｒ1より
大きい。レーザ利得媒体は、レーザ空洞内に納められ、
レーザ空洞内で共振する光を放射する。レーザ空洞から
の通過光が、外部共振空洞内で共振する。この光の一部
は、外部共振空洞を通過してレーザ空洞に戻り、レーザ
利得媒体を光学的にロックする。
【００１７】望ましい実施例の場合、外部共振空洞の空
洞長は、共振周波数と同調するように調整可能である。
洞長は、共振周波数と同調するように調整可能である。
【００１８】こうしたシステムを用いて、高強度のレー
ザ光を発生するための方法が提供される。この方法の場
合、レーザ利得媒体から放出された光が、レーザ空洞内
で共振し、外部共振空洞に入って、共振により、高強度
に達する。外部共振空洞内における共振光の一部は、第
２の反射器を通ってレーザ空洞に送り返され、強力な光
学帰還によって、レーザ利得媒体を外部共振空洞の共振
周波数に対して光学的にロックする。
ザ光を発生するための方法が提供される。この方法の場
合、レーザ利得媒体から放出された光が、レーザ空洞内
で共振し、外部共振空洞に入って、共振により、高強度
に達する。外部共振空洞内における共振光の一部は、第
２の反射器を通ってレーザ空洞に送り返され、強力な光
学帰還によって、レーザ利得媒体を外部共振空洞の共振
周波数に対して光学的にロックする。
【００１９】先行技術による外部空洞ダイオード・レー
ザとは対照的に、本発明の場合、第２の反射器の反射率
Ｒ2は、第１の反射器の反射率より小さくされることは
ない。Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3の相対値の選択によって、
レーザ空洞の周波数帯域幅は、外部空洞の周波数帯域幅
より広くなる。このレーザ・ビルド・アップ・システム
の場合、狭帯域幅の外部空洞が、光学帰還によってレー
ザ利得媒体を支配する。こうして、レーザ利得媒体の外
部空洞に対する全光学式受動ロック（光学素子の空間関
係または光学位相を調整するための電気機械式部品を必
要としない方式）を実現することができる。従来の受動
ロック・レーザ・システムとは異なり、本発明の場合、
かなりの量の共振帰還で、レーザ利得媒体を外部空洞の
共振周波数にロックすることによって、安定した動作を
得ることが可能である。これは、「強帰還」受動ロック
と呼ばれる。こうした強帰還受動ロックによれば、従来
の受動ロックとは異なり、前述のように、レーザ利得媒
体に帰還される光の位相及び強さの制御に、追加電気機
械式メカニズムを必要としない。
ザとは対照的に、本発明の場合、第２の反射器の反射率
Ｒ2は、第１の反射器の反射率より小さくされることは
ない。Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3の相対値の選択によって、
レーザ空洞の周波数帯域幅は、外部空洞の周波数帯域幅
より広くなる。このレーザ・ビルド・アップ・システム
の場合、狭帯域幅の外部空洞が、光学帰還によってレー
ザ利得媒体を支配する。こうして、レーザ利得媒体の外
部空洞に対する全光学式受動ロック（光学素子の空間関
係または光学位相を調整するための電気機械式部品を必
要としない方式）を実現することができる。従来の受動
ロック・レーザ・システムとは異なり、本発明の場合、
かなりの量の共振帰還で、レーザ利得媒体を外部空洞の
共振周波数にロックすることによって、安定した動作を
得ることが可能である。これは、「強帰還」受動ロック
と呼ばれる。こうした強帰還受動ロックによれば、従来
の受動ロックとは異なり、前述のように、レーザ利得媒
体に帰還される光の位相及び強さの制御に、追加電気機
械式メカニズムを必要としない。
【００２０】また、安定性を促進するため追加光学素子
を必要とする、比較的大きい帰還・ロックを利用する従
来のレーザ・ビルド・アップ・システム（前掲のレント
とリスクの文献及びコズロフスキの文献参照）とは異な
り、本レーザ・ビルド・アップ・システムは、安定性を
付加するために、こうした追加素子を必要としない。追
加光学素子が、アライメントを必要とし、製造プロセス
を複雑にし、さらに、部品のコストを増大させることに
なるのは周知の事実である。
を必要とする、比較的大きい帰還・ロックを利用する従
来のレーザ・ビルド・アップ・システム（前掲のレント
とリスクの文献及びコズロフスキの文献参照）とは異な
り、本レーザ・ビルド・アップ・システムは、安定性を
付加するために、こうした追加素子を必要としない。追
加光学素子が、アライメントを必要とし、製造プロセス
を複雑にし、さらに、部品のコストを増大させることに
なるのは周知の事実である。
【００２１】さらに、本発明の場合、レーザ利得媒体
が、外部空洞内には配置されないので、レーザ利得媒体
に損傷を与えることなく、外部空洞内に極めて強度（パ
ワー）の高い光を生じさせることが可能である。高反射
率の反射器によって、外部空洞内における多重パスで光
を反射することが可能になり、この結果、長い空洞長を
必要とせずに、狭帯域幅が得られる。本発明によれば、
高強度のレーザ光源は、理論的に最少数の部品（反射器
のような光学素子、及び、光学素子の位置を微調整する
電気機械的素子を含む）で製造することが可能である。
外部共振空洞における光強度は、レーザ空洞内の強度よ
りも１桁以上強くすることが可能であり、利得媒体によ
る放射光強度の１０〜１０5倍とすることが可能であ
る。さらに、狭帯域幅の外部空洞は、ダイオードの放射
光に一時的な平均効果を及ぼし、高速の揺動を最小限に
抑えられる（外部空洞は、光学コンデンサと考えること
が可能である）。従って、本発明は、コンパクトな高強
度の光源を得るのに極めて適している。
が、外部空洞内には配置されないので、レーザ利得媒体
に損傷を与えることなく、外部空洞内に極めて強度（パ
ワー）の高い光を生じさせることが可能である。高反射
率の反射器によって、外部空洞内における多重パスで光
を反射することが可能になり、この結果、長い空洞長を
必要とせずに、狭帯域幅が得られる。本発明によれば、
高強度のレーザ光源は、理論的に最少数の部品（反射器
のような光学素子、及び、光学素子の位置を微調整する
電気機械的素子を含む）で製造することが可能である。
外部共振空洞における光強度は、レーザ空洞内の強度よ
りも１桁以上強くすることが可能であり、利得媒体によ
る放射光強度の１０〜１０5倍とすることが可能であ
る。さらに、狭帯域幅の外部空洞は、ダイオードの放射
光に一時的な平均効果を及ぼし、高速の揺動を最小限に
抑えられる（外部空洞は、光学コンデンサと考えること
が可能である）。従って、本発明は、コンパクトな高強
度の光源を得るのに極めて適している。
【００２２】本発明のレーザ・ビルド・アップ・システ
ムまたは方法によって得られる高強度の光には、さまざ
まな用途がある。例としては、それに限定するものでは
ないが、（１）ダイオード・レーザ・モード・クリーン
アップ --１つ以上の固体光源からの特性の優れた出力
ビームが必要とされる、（２）化学検知（前掲米国特許
5,432,610号及び米国特許5,437,849号（King他））、粒
子カウント、非線形周波数発生（例えば、外部空洞内に
非線形媒体を用いて）、環境検知、及び、距離測定があ
る。
ムまたは方法によって得られる高強度の光には、さまざ
まな用途がある。例としては、それに限定するものでは
ないが、（１）ダイオード・レーザ・モード・クリーン
アップ --１つ以上の固体光源からの特性の優れた出力
ビームが必要とされる、（２）化学検知（前掲米国特許
5,432,610号及び米国特許5,437,849号（King他））、粒
子カウント、非線形周波数発生（例えば、外部空洞内に
非線形媒体を用いて）、環境検知、及び、距離測定があ
る。
【００２３】
【実施例】本発明の場合、比較的反射率の大きい第２の
表面（または反射器）が、第１の表面（または反射器）
と第３の表面（または反射器）の間に配置されて、レー
ザ空洞（レーザ利得媒体を含む）及び外部空洞を形成し
ている。光が、外部空洞内において共振し、そこから帰
還してレーザ利得媒体を受動的に外部空洞の共振周波数
にロックする。
表面（または反射器）が、第１の表面（または反射器）
と第３の表面（または反射器）の間に配置されて、レー
ザ空洞（レーザ利得媒体を含む）及び外部空洞を形成し
ている。光が、外部空洞内において共振し、そこから帰
還してレーザ利得媒体を受動的に外部空洞の共振周波数
にロックする。
【００２４】図２には、レーザ・ビルド・アップ・シス
テムの第１の望ましい実施例が示されている。レーザ・
システム内には、３つの表面（または反射器）１０１、
１０２、及び、１０４が配置され、光はそれらの間の直
線光路（軸またはライン１０６で表示）を進むことがで
きるようになっている。３つの表面の反射率は、それぞ
れ、Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3である。表面（または反射
器）１０１と１０２の間に、レーザ空洞１０８（この場
合、２つの鏡による光学空洞）が形成される。表面１０
２と１０４によって、もう１つの２つの鏡による空洞、
すなわち、外部空洞１１０が形成される。レーザ空洞１
０８内には、あまり追加反射を導入しなくても、軸１０
６に沿って進む光が増幅されるように、光学利得媒体１
１４が配置されている。これは、利得媒体１１４のフェ
ーセットに反射防止コーティングを施して、反射を除去
することによって行うことが可能になる。利得媒体から
の反射を回避する代替方法の１つは、そのフェーセット
に面取りを施すことである。Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3の値
が本発明に基づいて選択され、利得媒体が光学的に非線
形性を示す場合、レーザしきい値を超えると、空洞１０
８及び１１０の両方における光は、同じ光学特性（例え
ば、周波数及び帯域幅）を示すことになる。レーザ空洞
１０８における光の特性は、外部空洞１１０における光
によって決まる。
テムの第１の望ましい実施例が示されている。レーザ・
システム内には、３つの表面（または反射器）１０１、
１０２、及び、１０４が配置され、光はそれらの間の直
線光路（軸またはライン１０６で表示）を進むことがで
きるようになっている。３つの表面の反射率は、それぞ
れ、Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3である。表面（または反射
器）１０１と１０２の間に、レーザ空洞１０８（この場
合、２つの鏡による光学空洞）が形成される。表面１０
２と１０４によって、もう１つの２つの鏡による空洞、
すなわち、外部空洞１１０が形成される。レーザ空洞１
０８内には、あまり追加反射を導入しなくても、軸１０
６に沿って進む光が増幅されるように、光学利得媒体１
１４が配置されている。これは、利得媒体１１４のフェ
ーセットに反射防止コーティングを施して、反射を除去
することによって行うことが可能になる。利得媒体から
の反射を回避する代替方法の１つは、そのフェーセット
に面取りを施すことである。Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3の値
が本発明に基づいて選択され、利得媒体が光学的に非線
形性を示す場合、レーザしきい値を超えると、空洞１０
８及び１１０の両方における光は、同じ光学特性（例え
ば、周波数及び帯域幅）を示すことになる。レーザ空洞
１０８における光の特性は、外部空洞１１０における光
によって決まる。
【００２５】外部空洞１１０に入射する光のかなりの部
分が、表面１０２を通って、レーザ空洞１０８に戻り、
利得媒体を光学的にロックする。（例えば、表面１０４
を通って）外部空洞を出る光の印加方法及び量によっ
て、戻って、利得媒体を光学的にロックすることになる
光の量が、変動する可能性がある。一般に、この量は、
約３％〜約９０％であるが、一般に利用可能な光学素子
の光学的制限のため、約１０％〜約５０％が望ましい。
従って、この結果、外部空洞の共振周波数に対する利得
媒体の全光学式受動ロックのための、強い光学帰還が生
じることになる。適合する利得媒体は、十分な非線形性
を備えているので、強力な光学帰還によって外部空洞に
光学的にロックすることが可能である。非線形性が大き
いので、ダイオード・レーザが望ましい利得媒体である
が、チタンをドープしたサファイア、有機材料等の他の
非線形性利得材料を用いることも可能である。
分が、表面１０２を通って、レーザ空洞１０８に戻り、
利得媒体を光学的にロックする。（例えば、表面１０４
を通って）外部空洞を出る光の印加方法及び量によっ
て、戻って、利得媒体を光学的にロックすることになる
光の量が、変動する可能性がある。一般に、この量は、
約３％〜約９０％であるが、一般に利用可能な光学素子
の光学的制限のため、約１０％〜約５０％が望ましい。
従って、この結果、外部空洞の共振周波数に対する利得
媒体の全光学式受動ロックのための、強い光学帰還が生
じることになる。適合する利得媒体は、十分な非線形性
を備えているので、強力な光学帰還によって外部空洞に
光学的にロックすることが可能である。非線形性が大き
いので、ダイオード・レーザが望ましい利得媒体である
が、チタンをドープしたサファイア、有機材料等の他の
非線形性利得材料を用いることも可能である。
【００２６】光学空洞の帯域幅は、空洞鏡の反射率によ
って決まる。本発明の場合、反射率Ｒ2及びＲ3は、反射
率Ｒ1よりはるかに高くなるように選択される。こうし
た反射率により、外部空洞１１０の帯域幅は、レーザ空
洞１０８の帯域幅より数桁分狭くなる。レーザ空洞長と
外部空洞長とは、それぞれ、表面１０１と表面１０２と
の間の距離、及び、表面１０２と表面１０４との間の距
離である。
って決まる。本発明の場合、反射率Ｒ2及びＲ3は、反射
率Ｒ1よりはるかに高くなるように選択される。こうし
た反射率により、外部空洞１１０の帯域幅は、レーザ空
洞１０８の帯域幅より数桁分狭くなる。レーザ空洞長と
外部空洞長とは、それぞれ、表面１０１と表面１０２と
の間の距離、及び、表面１０２と表面１０４との間の距
離である。
【００２７】本発明の場合、Ｒ1の値は、約０．１〜約
０．９９であり、Ｒ2の値は、約０．９〜約０．９９９
９９９であり、Ｒ3の値は、約０．９〜約０．９９９９
９９である。化学分析（例えばキング等への米国特許5,
432,610号に開示の技術と同様の技術）のように、用途
によっては、外部空洞内の光の強度をさらに増すため、
Ｒ1を約０．１〜約０．９９、Ｒ2を約０．９９５〜約
０．９９９９９９、Ｒ3を約０．９９５〜約０．９９９
９９９とするのが望ましい場合もある。空洞内非線形発
光のような他の用途には、望ましい値が、Ｒ1について
は０．１〜０．９９、Ｒ2については０．９〜０．９９
９９９９、Ｒ3については０．９〜０．９９９９９９と
いった場合もある。さらに、より強力な光学帰還を得る
には、Ｒ1がＲ2未満であることが望ましく、また、Ｒ2
がＲ3未満であることが望ましい（すなわち、Ｒ1＜Ｒ2
＜Ｒ3）。しかし、Ｒ2がＲ3以上の場合でも、光学的に
ロックされるシステムは機能する。実施の際には（実用
的部品を利用し）、Ｒ2及びＲ3が等しい場合もあるが、
空洞の反射率は、光の散乱損失のためゼロにはならな
い。
０．９９であり、Ｒ2の値は、約０．９〜約０．９９９
９９９であり、Ｒ3の値は、約０．９〜約０．９９９９
９９である。化学分析（例えばキング等への米国特許5,
432,610号に開示の技術と同様の技術）のように、用途
によっては、外部空洞内の光の強度をさらに増すため、
Ｒ1を約０．１〜約０．９９、Ｒ2を約０．９９５〜約
０．９９９９９９、Ｒ3を約０．９９５〜約０．９９９
９９９とするのが望ましい場合もある。空洞内非線形発
光のような他の用途には、望ましい値が、Ｒ1について
は０．１〜０．９９、Ｒ2については０．９〜０．９９
９９９９、Ｒ3については０．９〜０．９９９９９９と
いった場合もある。さらに、より強力な光学帰還を得る
には、Ｒ1がＲ2未満であることが望ましく、また、Ｒ2
がＲ3未満であることが望ましい（すなわち、Ｒ1＜Ｒ2
＜Ｒ3）。しかし、Ｒ2がＲ3以上の場合でも、光学的に
ロックされるシステムは機能する。実施の際には（実用
的部品を利用し）、Ｒ2及びＲ3が等しい場合もあるが、
空洞の反射率は、光の散乱損失のためゼロにはならな
い。
【００２８】従来の外部空洞ダイオード・レーザ（ＥＣ
Ｌ）（Jens Buus:"Single frequency semiconductor la
ser", SPIE Optical Engineering Press, Bellingham,
WA,1991, Section 8.2 に開示のようなもの）の場合、
表面１０１及び１０２は、ダイオード・レーザのフェー
セットである。周知のように、安定した動作のため、反
射率Ｒ2は、できるだけ小さくされる -- Ｒ1より数桁
小さい（P. Zorabedian,:" Axial-mode instability in
tunable external-cavity semiconductor lasers," Ju
ly 1994, vol. 30(7), pp. 1542-1552, IEEE Journal o
f Quantum Electronics)。やはり周知のように、Ｒ3が
大きく、Ｒ2がＲ1に接近している場合、図２に示すシス
テムは、コヒーレンス崩壊状況に入り（上記Jens Buus
参照）、動作は不安定になる。不安定は、２つの空洞１
０８及び１１０における光の光学（位相）特性の相違に
よってはっきりと示され、通常、線幅が広くなる。帰還
が強まる（例えば、１０％を超えて）条件下では、ダイ
オード・レーザは、放射フェーセットが反射防止コーテ
ィングを施されている場合だけしか、動作が安定しない
（R.W. Tkach:, and A.R. Chraplyvy:" Regimes of fee
dback effects in 1.5μm distributed feedback laser
s," November, 1986, vol. LT-14(11), pp.1655-1661,
Journal of Lightwave Technology）。こうした放射フ
ェーセットに反射防止コーティングを施すと、レーザ・
システムは、事実上、２鏡・レーザ・システムになる。
Ｌ）（Jens Buus:"Single frequency semiconductor la
ser", SPIE Optical Engineering Press, Bellingham,
WA,1991, Section 8.2 に開示のようなもの）の場合、
表面１０１及び１０２は、ダイオード・レーザのフェー
セットである。周知のように、安定した動作のため、反
射率Ｒ2は、できるだけ小さくされる -- Ｒ1より数桁
小さい（P. Zorabedian,:" Axial-mode instability in
tunable external-cavity semiconductor lasers," Ju
ly 1994, vol. 30(7), pp. 1542-1552, IEEE Journal o
f Quantum Electronics)。やはり周知のように、Ｒ3が
大きく、Ｒ2がＲ1に接近している場合、図２に示すシス
テムは、コヒーレンス崩壊状況に入り（上記Jens Buus
参照）、動作は不安定になる。不安定は、２つの空洞１
０８及び１１０における光の光学（位相）特性の相違に
よってはっきりと示され、通常、線幅が広くなる。帰還
が強まる（例えば、１０％を超えて）条件下では、ダイ
オード・レーザは、放射フェーセットが反射防止コーテ
ィングを施されている場合だけしか、動作が安定しない
（R.W. Tkach:, and A.R. Chraplyvy:" Regimes of fee
dback effects in 1.5μm distributed feedback laser
s," November, 1986, vol. LT-14(11), pp.1655-1661,
Journal of Lightwave Technology）。こうした放射フ
ェーセットに反射防止コーティングを施すと、レーザ・
システムは、事実上、２鏡・レーザ・システムになる。
【００２９】しかし、驚くべきことには、本発明の２空
洞レーザ・システムの場合、安定動作は、Ｒ2がＲ1より
はるかに大きい（すなわち、その対応する透過率が、Ｒ
1よりも数桁大きい）場合に得られる。実際、本発明に
基づいて、反射率Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3を選択すること
によって、全く新しい動作状況に達することになる。さ
らに、よりコンパクトな設計によって、線幅をはるかに
狭くすることができ、ビーム形状が、より望ましい低次
のエルミート・ガウス・モードＴＥＭ00になるので、こ
の装置の性能は、従来のＥＣＬよりはるかに優れてい
る。本発明の場合、安定動作は、レーザ・ビルド・アッ
プ・システムにおける表面の反射率を慎重に選択するこ
とによって実現される。
洞レーザ・システムの場合、安定動作は、Ｒ2がＲ1より
はるかに大きい（すなわち、その対応する透過率が、Ｒ
1よりも数桁大きい）場合に得られる。実際、本発明に
基づいて、反射率Ｒ1、Ｒ2、及び、Ｒ3を選択すること
によって、全く新しい動作状況に達することになる。さ
らに、よりコンパクトな設計によって、線幅をはるかに
狭くすることができ、ビーム形状が、より望ましい低次
のエルミート・ガウス・モードＴＥＭ00になるので、こ
の装置の性能は、従来のＥＣＬよりはるかに優れてい
る。本発明の場合、安定動作は、レーザ・ビルド・アッ
プ・システムにおける表面の反射率を慎重に選択するこ
とによって実現される。
【００３０】本発明の場合、２つの共振空洞（レーザ空
洞及び外部空洞）が、例えば、表面１０２のような共通
表面によって分離されている。反射率Ｒ1は、Ｒ2及びＲ
3よりはるかに小さい。周知のように、単純な２鏡空洞
の帯域幅は、鏡の反射率によって決まる。即ち反射率が
高くなるほど、帯域幅が狭くなる。従って、レーザ空洞
１０８の帯域幅は、外部空洞１１０の帯域幅よりはるか
に広くなる。広帯域照射下においては、レーザ空洞１０
８における循環電界は、２つの成分、すなわち、広い帯
域幅の成分（レーザ空洞内で生じる）と、狭い帯域幅の
成分（外部空洞１１０において生じ、鏡１０２を通って
漏出する）の和とみなすことが可能である。レーザ空洞
１０８内の光が、外部空洞１１０内の光と同じ光学特性
を備えている場合、利得媒体１１４の利得がレーザしき
い値に向かって増大するにつれて、狭い帯域幅の成分が
優勢になるはずである。
洞及び外部空洞）が、例えば、表面１０２のような共通
表面によって分離されている。反射率Ｒ1は、Ｒ2及びＲ
3よりはるかに小さい。周知のように、単純な２鏡空洞
の帯域幅は、鏡の反射率によって決まる。即ち反射率が
高くなるほど、帯域幅が狭くなる。従って、レーザ空洞
１０８の帯域幅は、外部空洞１１０の帯域幅よりはるか
に広くなる。広帯域照射下においては、レーザ空洞１０
８における循環電界は、２つの成分、すなわち、広い帯
域幅の成分（レーザ空洞内で生じる）と、狭い帯域幅の
成分（外部空洞１１０において生じ、鏡１０２を通って
漏出する）の和とみなすことが可能である。レーザ空洞
１０８内の光が、外部空洞１１０内の光と同じ光学特性
を備えている場合、利得媒体１１４の利得がレーザしき
い値に向かって増大するにつれて、狭い帯域幅の成分が
優勢になるはずである。
【００３１】図１Ｃに示すように、Ｒ1＝０．４で、Ｒ2
＝０．９の空洞の場合（曲線Ｃ１）、空洞共振時におけ
る空洞の反射率は、前方の鏡の反射率Ｒ1の６０％にな
る可能性がある。曲線Ｃ２は、Ｒ1＝Ｒ2の空洞に関する
反射率を示している。Ｒ1＝０．８５、Ｒ2＝０．９９９
３６、及び、Ｒ3＝０．９９９９９の、図２に示すシス
テムの場合、空洞共振時における外部空洞１１０の反射
率を計算すると、前方の鏡の反射率Ｒ2の９４％になる
可能性がある。しかし、レーザ空洞長が５ｃｍで、外部
空洞長が９ｃｍの場合、外部空洞の帯域幅は、レーザ空
洞のほぼ２８０倍も狭くなる。既知のように、レーザ作
用に関するしきい値反転密度は、空洞の帯域幅に反比例
する（A.E. Siegman:"Lasers, University Science Boo
ks, MillValley, CA, 1986, p.511）。外部空洞からの
狭帯域光は、広帯域幅レーザ空洞成分光より低い光学利
得で発振しきい値に達することになる。従って、利得媒
体は、表面１０２からの単純な反射ではなく、外部空洞
１１０からの帰還によって支配されることになる。上記
理論は、正しいと思われるが、本発明のレーザ・システ
ムの動作及び構成は、実用的なものであり、特定の理論
に従うものではない。
＝０．９の空洞の場合（曲線Ｃ１）、空洞共振時におけ
る空洞の反射率は、前方の鏡の反射率Ｒ1の６０％にな
る可能性がある。曲線Ｃ２は、Ｒ1＝Ｒ2の空洞に関する
反射率を示している。Ｒ1＝０．８５、Ｒ2＝０．９９９
３６、及び、Ｒ3＝０．９９９９９の、図２に示すシス
テムの場合、空洞共振時における外部空洞１１０の反射
率を計算すると、前方の鏡の反射率Ｒ2の９４％になる
可能性がある。しかし、レーザ空洞長が５ｃｍで、外部
空洞長が９ｃｍの場合、外部空洞の帯域幅は、レーザ空
洞のほぼ２８０倍も狭くなる。既知のように、レーザ作
用に関するしきい値反転密度は、空洞の帯域幅に反比例
する（A.E. Siegman:"Lasers, University Science Boo
ks, MillValley, CA, 1986, p.511）。外部空洞からの
狭帯域光は、広帯域幅レーザ空洞成分光より低い光学利
得で発振しきい値に達することになる。従って、利得媒
体は、表面１０２からの単純な反射ではなく、外部空洞
１１０からの帰還によって支配されることになる。上記
理論は、正しいと思われるが、本発明のレーザ・システ
ムの動作及び構成は、実用的なものであり、特定の理論
に従うものではない。
【００３２】図３には、もう１つの望ましい実施例が示
されている。この場合、利得媒体は、半導体ダイオード
・レーザ２１４の構造に組み込まれている。レーザの後
部フェーセットは、反射性のコーティングが施されてお
り、表面２０１を形成する。ダイオード・レーザの放射
フェーセット２０３は、反射防止（ＡＲ）コーティング
が施されており、反射率は１０-3未満の範囲が望まし
い。表面２０２及び２０４は、それぞれ、鏡（基板）２
０７及び２０９をなすようにコーティングが施されてい
る。これらの表面は、外部空洞２１０内（表面２０２と
２０４の間）において安定した空間モードを支持するの
に適した曲率を備えている。当該技術の熟練者に取って
周知のモード整合光学素子２１６（例えば、レンズ及び
／またはプリズム）を利用することによって、空間的に
ダイオード放射光の整合をとって、外部空洞２１０に送
り込むことが可能になる。レーザ空洞２０８に面した鏡
（基板）２０７の表面２１９は、約０．０４〜０．００
１の範囲内の反射率になるように反射防止コーティング
を施すのが望ましい。代替方式として、表面２１９が光
路２０６とある食いつき角度をなすようにすることによ
って、利得媒体への光の反射を減少させることも可能で
ある。
されている。この場合、利得媒体は、半導体ダイオード
・レーザ２１４の構造に組み込まれている。レーザの後
部フェーセットは、反射性のコーティングが施されてお
り、表面２０１を形成する。ダイオード・レーザの放射
フェーセット２０３は、反射防止（ＡＲ）コーティング
が施されており、反射率は１０-3未満の範囲が望まし
い。表面２０２及び２０４は、それぞれ、鏡（基板）２
０７及び２０９をなすようにコーティングが施されてい
る。これらの表面は、外部空洞２１０内（表面２０２と
２０４の間）において安定した空間モードを支持するの
に適した曲率を備えている。当該技術の熟練者に取って
周知のモード整合光学素子２１６（例えば、レンズ及び
／またはプリズム）を利用することによって、空間的に
ダイオード放射光の整合をとって、外部空洞２１０に送
り込むことが可能になる。レーザ空洞２０８に面した鏡
（基板）２０７の表面２１９は、約０．０４〜０．００
１の範囲内の反射率になるように反射防止コーティング
を施すのが望ましい。代替方式として、表面２１９が光
路２０６とある食いつき角度をなすようにすることによ
って、利得媒体への光の反射を減少させることも可能で
ある。
【００３３】一例として、反射率が１０-5〜１０-4の範
囲内になるようにコーティングを施された放射フェーセ
ット２０３を備える利得媒体２１４として、フィリップ
スＣＱＬ８０１Ｄダイオード・レーザを利用して、こう
したシステムを構成することが可能である。米国コロラ
ド州ボールダーのＲｅｓｅａｒｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ−
ｏｐｔｉｃｓから鏡２０７及び２０９（反射率Ｒ２＝Ｒ
３＝０．９９９９９の表面を備える）を得ることが可能
である。外部空洞を形成する表面２０２及び２０４のそ
れぞれの曲率半径は、５ｃｍである。モード整合光学素
子は、ピッチが０．２３で、焦点距離が５ｃｍのモード
整合レンズと共に、ＡＲコーティングを施した傾斜屈折
率レンズ（ＧＲＩＮレンズ）によって構成される。外部
空洞長は、２ｃｍで、レーザ空洞長は、４ｃｍである。
こうしたシステムでは、ダイオード電流が約７０ｍＡ
（９Ｖトランジスタ・バッテリから得られる）の場合、
外部空洞内において、ＴＥＭ00モードで発生した約１４
５Ｗの全パワーによって、安定した連続波（ＣＷ）動作
が得られた。
囲内になるようにコーティングを施された放射フェーセ
ット２０３を備える利得媒体２１４として、フィリップ
スＣＱＬ８０１Ｄダイオード・レーザを利用して、こう
したシステムを構成することが可能である。米国コロラ
ド州ボールダーのＲｅｓｅａｒｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ−
ｏｐｔｉｃｓから鏡２０７及び２０９（反射率Ｒ２＝Ｒ
３＝０．９９９９９の表面を備える）を得ることが可能
である。外部空洞を形成する表面２０２及び２０４のそ
れぞれの曲率半径は、５ｃｍである。モード整合光学素
子は、ピッチが０．２３で、焦点距離が５ｃｍのモード
整合レンズと共に、ＡＲコーティングを施した傾斜屈折
率レンズ（ＧＲＩＮレンズ）によって構成される。外部
空洞長は、２ｃｍで、レーザ空洞長は、４ｃｍである。
こうしたシステムでは、ダイオード電流が約７０ｍＡ
（９Ｖトランジスタ・バッテリから得られる）の場合、
外部空洞内において、ＴＥＭ00モードで発生した約１４
５Ｗの全パワーによって、安定した連続波（ＣＷ）動作
が得られた。
【００３４】Ｒ２の最適値は、外部空洞内における所望
のパワーと利得媒体に対する帰還（または、システム安
定性）との間のトレード・オフによって決まる。例え
ば、モード整合光学素子（または、レーザ空洞内におけ
る他の任意の光学部品）の光学損失が大きく、表面２０
３が完全に反射防止コーティングを施されていない場
合、高帰還状況において安定したシステム性能を実現す
るには、外部空洞からレーザ空洞内により多くの光が漏
出しなければならない。これは、Ｒ2の値を減少させ、
その一方で、Ｒ3の値を一定に保つことによって実現す
ることが可能である（図１Ｃ参照）。しかし、同時に、
外部空洞内のパワーも低下することになる。実際には、
Ｒ2の最適値は、光学損失及びモード整合度によって決
まる。
のパワーと利得媒体に対する帰還（または、システム安
定性）との間のトレード・オフによって決まる。例え
ば、モード整合光学素子（または、レーザ空洞内におけ
る他の任意の光学部品）の光学損失が大きく、表面２０
３が完全に反射防止コーティングを施されていない場
合、高帰還状況において安定したシステム性能を実現す
るには、外部空洞からレーザ空洞内により多くの光が漏
出しなければならない。これは、Ｒ2の値を減少させ、
その一方で、Ｒ3の値を一定に保つことによって実現す
ることが可能である（図１Ｃ参照）。しかし、同時に、
外部空洞内のパワーも低下することになる。実際には、
Ｒ2の最適値は、光学損失及びモード整合度によって決
まる。
【００３５】もう１つの実施例の場合（図４Ａ）、レー
ザ空洞の表面を両方とも利得媒体（ダイオード・レーザ
が望ましい）に設けることが可能である。表面３０１及
び反射率の高い表面３０２が、それぞれ、ダイオード・
レーザの裏面フェーセット及び放射フェーセットによっ
て形成され、この結果、３反射器（すなわち、表面３０
１、３０２、３０４）システムが得られることになる。
表面３０４は、鏡面基板３０９に被着することも可能で
ある。やはり、表面３０１、３０２、及び、３０４の曲
率は、当該技術の熟練者に取って周知のやり方で、安定
した空洞モードを支援するように選択することが望まし
い。こうした表面を形成するのに適した技法は、誘電体
スタック鏡を基板上に被着し、該スタックを放射フェー
セットに移すことから構成される（E.Schmidt 他:"Evap
orative coatings," May 1995, pp.126-128, Photonics
Spectra）。
ザ空洞の表面を両方とも利得媒体（ダイオード・レーザ
が望ましい）に設けることが可能である。表面３０１及
び反射率の高い表面３０２が、それぞれ、ダイオード・
レーザの裏面フェーセット及び放射フェーセットによっ
て形成され、この結果、３反射器（すなわち、表面３０
１、３０２、３０４）システムが得られることになる。
表面３０４は、鏡面基板３０９に被着することも可能で
ある。やはり、表面３０１、３０２、及び、３０４の曲
率は、当該技術の熟練者に取って周知のやり方で、安定
した空洞モードを支援するように選択することが望まし
い。こうした表面を形成するのに適した技法は、誘電体
スタック鏡を基板上に被着し、該スタックを放射フェー
セットに移すことから構成される（E.Schmidt 他:"Evap
orative coatings," May 1995, pp.126-128, Photonics
Spectra）。
【００３６】図４Ｂには、１つまたは複数の追加利得媒
体が非線形性を示す限りにおいて、２つ以上の利得媒体
が、外部空洞に対して同時に光学的にロックされる実施
例が示されている。図４Ｂの場合、図２のシステムと同
様のシステムであるが、反射率がＲ4の表面１０１Ａと
表面１０２の間に、ビーム分割器１０３を介して形成さ
れた第２のレーザ空洞１０８Ａ内に、追加利得媒体１１
４Ａが納められている。Ｒ4は、同様の働きをすること
によって、結果として、外部共振空洞１１０内に共振が
生じ、光が送り込まれることになる限りにおいて、必須
ではないが、Ｒ1と同じにすることが可能である。同様
に、追加利得媒体１１４Ａ及び追加レーザ空洞１０８Ａ
は、第１の利得媒体１１４及び第１のレーザ空洞１０８
と同じ帯域幅とすることができるが必須ではない。実
際、利得媒体１１４Ａ及びレーザ空洞１０８Ａは、利得
媒体１１４及びレーザ空洞１０８とは異なる周波数で共
振することが可能である。２つ以上の利得媒体を外部空
洞に対して光学的にロックする利点は、外部空洞内にお
いてより大きいパワーまたは追加周波数を捕獲すること
ができるという点にある。追加利得媒体は、同じやり方
で追加することが可能である。ビーム分割器１０３は、
偏光ビーム分割器とすることが可能である。関連するも
う１つの例の場合では、図３と同様のシステムにおい
て、ダイオード利得媒体２１４の代わりにダイオード・
アレイを用いることも可能である。
体が非線形性を示す限りにおいて、２つ以上の利得媒体
が、外部空洞に対して同時に光学的にロックされる実施
例が示されている。図４Ｂの場合、図２のシステムと同
様のシステムであるが、反射率がＲ4の表面１０１Ａと
表面１０２の間に、ビーム分割器１０３を介して形成さ
れた第２のレーザ空洞１０８Ａ内に、追加利得媒体１１
４Ａが納められている。Ｒ4は、同様の働きをすること
によって、結果として、外部共振空洞１１０内に共振が
生じ、光が送り込まれることになる限りにおいて、必須
ではないが、Ｒ1と同じにすることが可能である。同様
に、追加利得媒体１１４Ａ及び追加レーザ空洞１０８Ａ
は、第１の利得媒体１１４及び第１のレーザ空洞１０８
と同じ帯域幅とすることができるが必須ではない。実
際、利得媒体１１４Ａ及びレーザ空洞１０８Ａは、利得
媒体１１４及びレーザ空洞１０８とは異なる周波数で共
振することが可能である。２つ以上の利得媒体を外部空
洞に対して光学的にロックする利点は、外部空洞内にお
いてより大きいパワーまたは追加周波数を捕獲すること
ができるという点にある。追加利得媒体は、同じやり方
で追加することが可能である。ビーム分割器１０３は、
偏光ビーム分割器とすることが可能である。関連するも
う１つの例の場合では、図３と同様のシステムにおい
て、ダイオード利得媒体２１４の代わりにダイオード・
アレイを用いることも可能である。
【００３７】共振周波数の制限：周波数制限装置を備え
た望ましい実施例の１つが、図５に示されている。一般
に、利得媒体は、多くの空洞共振周波数にまたがる増幅
帯域幅を備えている。光学帰還・レーザ・システムの場
合、利得媒体は、外部空洞の共振周波数の任意の１つと
周波数ロックすることが可能である。例えば、一般的な
ＩｎＧａＡｌＰダイオード・レーザの利得帯域幅は、約
６７０ｎｍを中心とする約１０ＴＨｚであり、外部空洞
長が１０ｃｍの場合、外部空洞共振周波数の間隔は、
１．５ＧＨｚである。粒子カウントのように、用途によ
っては、この周波数範囲が許容可能である場合もある
が、何らかの化学（例えば、スペクトル）分析、非線形
周波数変換、または、距離測定のように、用途によって
は、可能性のあるロック周波数の数を制限しなければな
らない場合もある（場合によっては、１０未満に）。こ
れらの例では、周波数制限装置を用いて、フィルタリン
グを施すことによって、望ましくない周波数を除去する
ことが可能である。こうした装置の例については、Ｋｉ
ｎｇ他への米国特許の明細書に詳細な説明がある。これ
らの装置には、格子、エタロン、リオ・フィルタ、また
は、誘電体スタック・フィルタの１つまたはこれらの組
み合わせを含むことが可能である。Ｋｉｎｇ他は、ダイ
オード・レーザ利得媒体の背面を分布ブラッグ・反射器
で被うことが可能な方法についても解説しているが、こ
れもシステムの許容可能な周波数を制限する。
た望ましい実施例の１つが、図５に示されている。一般
に、利得媒体は、多くの空洞共振周波数にまたがる増幅
帯域幅を備えている。光学帰還・レーザ・システムの場
合、利得媒体は、外部空洞の共振周波数の任意の１つと
周波数ロックすることが可能である。例えば、一般的な
ＩｎＧａＡｌＰダイオード・レーザの利得帯域幅は、約
６７０ｎｍを中心とする約１０ＴＨｚであり、外部空洞
長が１０ｃｍの場合、外部空洞共振周波数の間隔は、
１．５ＧＨｚである。粒子カウントのように、用途によ
っては、この周波数範囲が許容可能である場合もある
が、何らかの化学（例えば、スペクトル）分析、非線形
周波数変換、または、距離測定のように、用途によって
は、可能性のあるロック周波数の数を制限しなければな
らない場合もある（場合によっては、１０未満に）。こ
れらの例では、周波数制限装置を用いて、フィルタリン
グを施すことによって、望ましくない周波数を除去する
ことが可能である。こうした装置の例については、Ｋｉ
ｎｇ他への米国特許の明細書に詳細な説明がある。これ
らの装置には、格子、エタロン、リオ・フィルタ、また
は、誘電体スタック・フィルタの１つまたはこれらの組
み合わせを含むことが可能である。Ｋｉｎｇ他は、ダイ
オード・レーザ利得媒体の背面を分布ブラッグ・反射器
で被うことが可能な方法についても解説しているが、こ
れもシステムの許容可能な周波数を制限する。
【００３８】図５に示すように、周波数制限装置２２２
が、図３と同様のシステムにおいて、モード整合光学素
子２１６と鏡２０７の間に配置される。こうして、周波
数制限装置２２２は、最少数の部品を用いて、最大の効
果が得られるようにする。こうしたシステムは、フィリ
ップスＣＱＬ８０１Ｄダイオード・レーザを利得媒体２
１４として利用し、その放射フェーセットに、反射率が
１０-5〜１０-4の範囲内になるようにコーティングを施
して、構成された。モード整合光学素子２１６は、開口
数（ＮＡ）が０．４８で、焦点距離が４．８ｍｍの反射
防止コーティング（ＡＲコーティング）を施したレン
ズ、アナモルフィック・プリズム対（３：１）、及び、
焦点距離が２５ｃｍのレンズから構成された。表面２０
２及び２０４は、曲率半径が１７ｃｍで、Ｒ２＝０．９
９９９、及び、Ｒ３＝０．９９９９９であった。外部空
洞２１０の長さは、１０ｃｍであった。
が、図３と同様のシステムにおいて、モード整合光学素
子２１６と鏡２０７の間に配置される。こうして、周波
数制限装置２２２は、最少数の部品を用いて、最大の効
果が得られるようにする。こうしたシステムは、フィリ
ップスＣＱＬ８０１Ｄダイオード・レーザを利得媒体２
１４として利用し、その放射フェーセットに、反射率が
１０-5〜１０-4の範囲内になるようにコーティングを施
して、構成された。モード整合光学素子２１６は、開口
数（ＮＡ）が０．４８で、焦点距離が４．８ｍｍの反射
防止コーティング（ＡＲコーティング）を施したレン
ズ、アナモルフィック・プリズム対（３：１）、及び、
焦点距離が２５ｃｍのレンズから構成された。表面２０
２及び２０４は、曲率半径が１７ｃｍで、Ｒ２＝０．９
９９９、及び、Ｒ３＝０．９９９９９であった。外部空
洞２１０の長さは、１０ｃｍであった。
【００３９】図６には、この例に関する周波数制限装置
２２２が示されている。それは、金属被覆鏡２３２、及
び、１８００ｇ／ｍｍの回折格子（Ｚｅｉｓｓ製）２３
６から構成された。鏡２３２によって、光路２３８に沿
った光ビームが回折格子を２度通過できるようになり、
有効分散が２倍になった。同じ部品を用いて、回折格子
から光を多数回にわたってはね返らせ、これによって、
システム帯域幅全体を縮小させることができた。代替方
式として、回折格子による１回のはね返りを用いること
も可能であった。このシステムの場合、ダイオード電流
が６５ｍＡで、約２３０Ｗの光が外部空洞内に発生し、
安定したシステム性能が得られた。
２２２が示されている。それは、金属被覆鏡２３２、及
び、１８００ｇ／ｍｍの回折格子（Ｚｅｉｓｓ製）２３
６から構成された。鏡２３２によって、光路２３８に沿
った光ビームが回折格子を２度通過できるようになり、
有効分散が２倍になった。同じ部品を用いて、回折格子
から光を多数回にわたってはね返らせ、これによって、
システム帯域幅全体を縮小させることができた。代替方
式として、回折格子による１回のはね返りを用いること
も可能であった。このシステムの場合、ダイオード電流
が６５ｍＡで、約２３０Ｗの光が外部空洞内に発生し、
安定したシステム性能が得られた。
【００４０】もう１つの望ましい周波数制限装置は、半
波長の厚さの層によって間隔があけられた極めて低損失
の誘電体スタック鏡に基づいた超狭帯域透過フィルタで
ある（前掲Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔ
ｉｃｓ製）。図５と同様のシステムで、１インチ（２．
５４ｃｍ）基板上に堆積されたフィルタが利用された。
このフィルタは、透過率が約８０％で、帯域幅が０．０
８ｎｍであった。このフィルタは、ＡＲコーティングを
施した東芝９２２５ダイオード・レーザ２１４から成る
システムにおいて用いられた。モード整合光学素子２１
６は、ＮＡ＝０．４８で、焦点距離が４．８ｍｍの、Ａ
Ｒコーティングを施したレンズ、３：１円筒状ガリレイ
望遠鏡（焦点距離＋３８．１ｍｍ及び−１２．７ｍ
ｍ）、及び、１２．５ｃｍ球面レンズ２１６から構成さ
れ、周波数制限装置２２２として超狭帯域透過フィルタ
が設けられた。Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏ
ｐｔｉｃｓからの鏡２０７及び２０９は、それぞれ、曲
率半径が１０ｃｍである。外部空洞長は、８ｃｍであっ
た。表面２０４の反射率Ｒ3は、約０．９９９９９であ
った。さまざまな値のＲ2（表面２０２の反射率）が用
いられた。その結果が下表にまとめられている。
波長の厚さの層によって間隔があけられた極めて低損失
の誘電体スタック鏡に基づいた超狭帯域透過フィルタで
ある（前掲Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔ
ｉｃｓ製）。図５と同様のシステムで、１インチ（２．
５４ｃｍ）基板上に堆積されたフィルタが利用された。
このフィルタは、透過率が約８０％で、帯域幅が０．０
８ｎｍであった。このフィルタは、ＡＲコーティングを
施した東芝９２２５ダイオード・レーザ２１４から成る
システムにおいて用いられた。モード整合光学素子２１
６は、ＮＡ＝０．４８で、焦点距離が４．８ｍｍの、Ａ
Ｒコーティングを施したレンズ、３：１円筒状ガリレイ
望遠鏡（焦点距離＋３８．１ｍｍ及び−１２．７ｍ
ｍ）、及び、１２．５ｃｍ球面レンズ２１６から構成さ
れ、周波数制限装置２２２として超狭帯域透過フィルタ
が設けられた。Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏ
ｐｔｉｃｓからの鏡２０７及び２０９は、それぞれ、曲
率半径が１０ｃｍである。外部空洞長は、８ｃｍであっ
た。表面２０４の反射率Ｒ3は、約０．９９９９９であ
った。さまざまな値のＲ2（表面２０２の反射率）が用
いられた。その結果が下表にまとめられている。
【００４１】 --------------------------------------------- R2 直流電流(mA) 外部空洞内のパワー（W) --------------------------------------------- 0.99936 72 約 60 0.99966 78 約 70 0.99980 69 約 100 --------------------------------------------- 周波数制限装置２２２として超狭帯域透過フィルタを用
いる利点は、単一の直線軸２０６に沿って全ての部品の
アライメントをとることが可能であるという点にある。
もう１つの実施例では、反射防止コーティング２１９の
代わりに、超狭帯域透過フィルタを直接鏡２０７上に被
着することも可能である。
いる利点は、単一の直線軸２０６に沿って全ての部品の
アライメントをとることが可能であるという点にある。
もう１つの実施例では、反射防止コーティング２１９の
代わりに、超狭帯域透過フィルタを直接鏡２０７上に被
着することも可能である。
【００４２】用途によっては、１つだけの、または、少
数の外部空洞モードによって、発振（すなわち、共振）
可能であることが望ましい場合がある。このため、レー
ザ空洞長と外部空洞長の比に追加制限を加えることが可
能である。動作が、利得媒体または周波数制限装置２２
２の帯域幅によって、ほんの少数のモードだけに制限さ
れる場合、パワー安定性は、利得媒体の有効ロック範囲
によって決まる。ダイオード・レーザの場合、ロック
は、外部空洞の有効反射率によるとともに、部分的には
利得と位相の相互作用（波長が外部空洞によって決まる
ので）による（C.H. Henry 他:" Locking range and st
ability of injection locked 1,54μm InGaAsP semico
nductor lasers," Aug. 1985, vol. QE-21(8), pp.1152
-1156, IEEE Journal of Quantum Electronics)。外部
空洞とレーザ空洞の両方が同じ波長で共振する場合、各
空洞における光路長は、半波長の整数倍でなければなら
ない。ダイオード・レーザは、その位相遅延を調整し、
飽和利得を変更することによってこの条件に整合するこ
とが可能である（前掲Henry他）。
数の外部空洞モードによって、発振（すなわち、共振）
可能であることが望ましい場合がある。このため、レー
ザ空洞長と外部空洞長の比に追加制限を加えることが可
能である。動作が、利得媒体または周波数制限装置２２
２の帯域幅によって、ほんの少数のモードだけに制限さ
れる場合、パワー安定性は、利得媒体の有効ロック範囲
によって決まる。ダイオード・レーザの場合、ロック
は、外部空洞の有効反射率によるとともに、部分的には
利得と位相の相互作用（波長が外部空洞によって決まる
ので）による（C.H. Henry 他:" Locking range and st
ability of injection locked 1,54μm InGaAsP semico
nductor lasers," Aug. 1985, vol. QE-21(8), pp.1152
-1156, IEEE Journal of Quantum Electronics)。外部
空洞とレーザ空洞の両方が同じ波長で共振する場合、各
空洞における光路長は、半波長の整数倍でなければなら
ない。ダイオード・レーザは、その位相遅延を調整し、
飽和利得を変更することによってこの条件に整合するこ
とが可能である（前掲Henry他）。
【００４３】レーザ空洞内において安定したビルド・ア
ップ（従って、周波数ロック）が生じる場合、外部空洞
共振周波数が異なれば、異なる位相遅延で、レーザ空洞
内に電界が生じるということを、数学的に立証すること
が可能である。レーザ空洞長と外部空洞長の比ｒは、ｒ
＝ｎ＋ａ／ｂとして表すことが可能であり、ここで、ｎ
は整数であり、ａ及びｂは実数である。ａ＝０の場合、
比ｒは整数である。従って、外部空洞の全共振周波数に
おける電界は、２π毎に繰り返す、同じ位相遅延で生じ
ることになる。ダイオード・レーザの初期位相遅延は、
空洞共振周波数の任意の１つにおける電界の初期位相遅
延と異なる可能性がある。この場合、外部空洞にロック
された状態に保つため、ダイオード・レーザが調整しな
ければならない最大位相量（すなわち、利得）は、±π
である。一方、ａ＝１、ｂ＝３で、ダイオード空洞が、
わずか３モードだけの発振に制限される（例えば、周波
数制限装置２２２によって）場合、最大位相調整は、±
π／３であることが示される。周波数制限装置がなけれ
ば、追加位相遅延を得るために、ダイオード・レーザ
は、ただ単に異なる空洞共振周波数で発振するだけであ
る。
ップ（従って、周波数ロック）が生じる場合、外部空洞
共振周波数が異なれば、異なる位相遅延で、レーザ空洞
内に電界が生じるということを、数学的に立証すること
が可能である。レーザ空洞長と外部空洞長の比ｒは、ｒ
＝ｎ＋ａ／ｂとして表すことが可能であり、ここで、ｎ
は整数であり、ａ及びｂは実数である。ａ＝０の場合、
比ｒは整数である。従って、外部空洞の全共振周波数に
おける電界は、２π毎に繰り返す、同じ位相遅延で生じ
ることになる。ダイオード・レーザの初期位相遅延は、
空洞共振周波数の任意の１つにおける電界の初期位相遅
延と異なる可能性がある。この場合、外部空洞にロック
された状態に保つため、ダイオード・レーザが調整しな
ければならない最大位相量（すなわち、利得）は、±π
である。一方、ａ＝１、ｂ＝３で、ダイオード空洞が、
わずか３モードだけの発振に制限される（例えば、周波
数制限装置２２２によって）場合、最大位相調整は、±
π／３であることが示される。周波数制限装置がなけれ
ば、追加位相遅延を得るために、ダイオード・レーザ
は、ただ単に異なる空洞共振周波数で発振するだけであ
る。
【００４４】ダイオード・アレイが少数のモードだけに
制限される場合、ダイオードが位相遅延を十分に迅速に
調整することができなければ、ロックが不安定になる。
利得依存位相に影響する非線形性は、ダイオード・レー
ザにより異なる。非線形性が小さい場合、安定したロッ
クを維持するのに、大幅な移相調整を施すより、わずか
な移相調整を加えるほうが望ましい。図５のシステムが
利用されたときのこの効果が図７に示されている。利得
媒体２１４は、日立６７１４Ｇレーザであり、周波数制
限装置は、超狭帯域透過フィルタであった。しきい値電
流（飽和利得の測度）は、レーザ空洞長が外部空洞長
（９ｃｍ）の整数倍になる毎に、大きくなる。利得媒体
が制限されたロック範囲（または制限された非線形性）
を示す実施例の場合、非整数の外部空洞長対レーザ空洞
長比が望ましい。ｂ／ａ比は大きいのが望ましく、３を
超えればより望ましい。
制限される場合、ダイオードが位相遅延を十分に迅速に
調整することができなければ、ロックが不安定になる。
利得依存位相に影響する非線形性は、ダイオード・レー
ザにより異なる。非線形性が小さい場合、安定したロッ
クを維持するのに、大幅な移相調整を施すより、わずか
な移相調整を加えるほうが望ましい。図５のシステムが
利用されたときのこの効果が図７に示されている。利得
媒体２１４は、日立６７１４Ｇレーザであり、周波数制
限装置は、超狭帯域透過フィルタであった。しきい値電
流（飽和利得の測度）は、レーザ空洞長が外部空洞長
（９ｃｍ）の整数倍になる毎に、大きくなる。利得媒体
が制限されたロック範囲（または制限された非線形性）
を示す実施例の場合、非整数の外部空洞長対レーザ空洞
長比が望ましい。ｂ／ａ比は大きいのが望ましく、３を
超えればより望ましい。
【００４５】本発明のレーザ・ビルド・アップ空洞を備
えたコンパクトな装置を製造するため、基板（例えば、
シリコン、二酸化珪素等）に機械加工（微細機械加工の
ような）を施し、適合する誘電体（または別の適合する
反射材料）によるコーティングを施して、所望の位置に
おいて選択された反射率が得られるようにすることによ
って、第１、第２、及び、第３の表面を形成することが
可能である。こうして、適正な位置にレーザ空洞及び外
部共振空洞を形成することが可能になる。微細機械加工
技法及びマイクロリソグラフィ技法を含む、標準的な機
械加工技法を利用することが可能である。例えば、Ｊｅ
ｒｍａｎ他:" A miniature Fabry-Perotinterferometer
with a corrugated silicon diaphragm support," Sen
sor andActuators, 29, 151(1991)は、２鏡空洞に微細
機械加工を施す方法について述べている。この技法を利
用すれば、本発明に従って３鏡システムのレーザ空洞及
び外部共振空洞を製造することが可能になる。さらに、
こうした機械加工技法を用いることによって、モード整
合装置のような他の光学部品を形成することも可能にな
るように企図されている。基板上に光学素子を形成する
ことによって（できれば、単体の一体装置として）接着
剤、ナット、ボルト、ネジ、クランプ等のような固定手
段の必要がなくなり、同時に、アライメント及び移動の
問題も軽減される。
えたコンパクトな装置を製造するため、基板（例えば、
シリコン、二酸化珪素等）に機械加工（微細機械加工の
ような）を施し、適合する誘電体（または別の適合する
反射材料）によるコーティングを施して、所望の位置に
おいて選択された反射率が得られるようにすることによ
って、第１、第２、及び、第３の表面を形成することが
可能である。こうして、適正な位置にレーザ空洞及び外
部共振空洞を形成することが可能になる。微細機械加工
技法及びマイクロリソグラフィ技法を含む、標準的な機
械加工技法を利用することが可能である。例えば、Ｊｅ
ｒｍａｎ他:" A miniature Fabry-Perotinterferometer
with a corrugated silicon diaphragm support," Sen
sor andActuators, 29, 151(1991)は、２鏡空洞に微細
機械加工を施す方法について述べている。この技法を利
用すれば、本発明に従って３鏡システムのレーザ空洞及
び外部共振空洞を製造することが可能になる。さらに、
こうした機械加工技法を用いることによって、モード整
合装置のような他の光学部品を形成することも可能にな
るように企図されている。基板上に光学素子を形成する
ことによって（できれば、単体の一体装置として）接着
剤、ナット、ボルト、ネジ、クランプ等のような固定手
段の必要がなくなり、同時に、アライメント及び移動の
問題も軽減される。
【００４６】用途：本発明は、多くの用途において有効
に利用することが可能である。例としては、非線形周波
数変換及び距離測定などがある。適合するレーザが得ら
れると（例えば、本発明によって）、当該技術において
既知の技術によってこうした作業が実施可能になる。空
洞内周波数変換については、周波数２倍化に関する応用
（E.S. Polzik と H.J. Kimble :" Frequency doubling
with KNbO3 in an externalcavity," September 15, v
ol.16(18), Optics Letters, W. Lenth とW.P. Riskの
前掲文献、W.J. Kozlovsky他の前掲文献、及びA.Hemmer
ich他の前掲文献を参照）、及び、非線形混合に関する
応用（P.G. Wigley他の前掲論文及びP.N. KeanとG.J. D
ixonの“Efficient sum-frequency upconversion in a
resonantly pumped Nd:YAG laser," Jan. 15, vol.17
(2), Optics Lettersを参照）といったように、幾人か
の著者による説明がある。
に利用することが可能である。例としては、非線形周波
数変換及び距離測定などがある。適合するレーザが得ら
れると（例えば、本発明によって）、当該技術において
既知の技術によってこうした作業が実施可能になる。空
洞内周波数変換については、周波数２倍化に関する応用
（E.S. Polzik と H.J. Kimble :" Frequency doubling
with KNbO3 in an externalcavity," September 15, v
ol.16(18), Optics Letters, W. Lenth とW.P. Riskの
前掲文献、W.J. Kozlovsky他の前掲文献、及びA.Hemmer
ich他の前掲文献を参照）、及び、非線形混合に関する
応用（P.G. Wigley他の前掲論文及びP.N. KeanとG.J. D
ixonの“Efficient sum-frequency upconversion in a
resonantly pumped Nd:YAG laser," Jan. 15, vol.17
(2), Optics Lettersを参照）といったように、幾人か
の著者による説明がある。
【００４７】図８には、利得媒体２０４によって供給さ
れる周波数以外の光学周波数を発生するために用いるこ
とが可能なシステムを例解する略図が示されている。図
２と同様の構成において、非線形結晶４０１が外部空洞
１１０内に配置される。非線形結晶は、利得媒体１１４
からの光を他の周波数の光に変換する。表面４０２及び
４０４が、図２の表面１０２及び１０４に取って代わっ
ている。表面４０２及び４０４は、表面１０２及び１０
４と同じ反射率範囲を備えているだけではなく（光が結
晶を通過することに関連した追加光学損失を考慮し
て）、非線形に発生する光の周波数のどれにおいても反
射することが可能である。非線形変換を完全なものにす
るには、１つ以上の結晶が必要になる可能性がある。必
要とあれば、外部空洞１１０内にいくつかの結晶を配置
することが可能である。非線形周波数変換が、狭い周波
数帯域にわたって生じ、周波数を制限する他のメカニズ
ムが存在しないといった場合のように、場合によって
は、周波数制限装置２２２を利用することも可能であ
る。
れる周波数以外の光学周波数を発生するために用いるこ
とが可能なシステムを例解する略図が示されている。図
２と同様の構成において、非線形結晶４０１が外部空洞
１１０内に配置される。非線形結晶は、利得媒体１１４
からの光を他の周波数の光に変換する。表面４０２及び
４０４が、図２の表面１０２及び１０４に取って代わっ
ている。表面４０２及び４０４は、表面１０２及び１０
４と同じ反射率範囲を備えているだけではなく（光が結
晶を通過することに関連した追加光学損失を考慮し
て）、非線形に発生する光の周波数のどれにおいても反
射することが可能である。非線形変換を完全なものにす
るには、１つ以上の結晶が必要になる可能性がある。必
要とあれば、外部空洞１１０内にいくつかの結晶を配置
することが可能である。非線形周波数変換が、狭い周波
数帯域にわたって生じ、周波数を制限する他のメカニズ
ムが存在しないといった場合のように、場合によって
は、周波数制限装置２２２を利用することも可能であ
る。
【００４８】図８において、光路１０６内において光に
さらされる結晶表面は、反射防止コーティングを施し
て、外部空洞の帯域幅を最小限に抑え、それによって、
レーザ空洞に対する外部空洞の周波数ロックを改善する
のが望ましい。図９には、表面４０２及び４０４が直接
結晶４０１の表面上に被着される、より単純な代替実施
例が示されている。図９に示すように、ダイオード・レ
ーザ２１４は、光源として用いられる。最適な動作を得
るため、モード整合光学素子２１６及び周波数制限装置
２２２を利用することも可能である。
さらされる結晶表面は、反射防止コーティングを施し
て、外部空洞の帯域幅を最小限に抑え、それによって、
レーザ空洞に対する外部空洞の周波数ロックを改善する
のが望ましい。図９には、表面４０２及び４０４が直接
結晶４０１の表面上に被着される、より単純な代替実施
例が示されている。図９に示すように、ダイオード・レ
ーザ２１４は、光源として用いられる。最適な動作を得
るため、モード整合光学素子２１６及び周波数制限装置
２２２を利用することも可能である。
【００４９】光学距離測定には、安定した帯域幅の狭い
ビームを発生する光源が必要になる。適合する光源は、
本発明の実施例である（例えば、図１０に示す光源）。
この実施例の場合、表面２０２及び２０４は、光学的に
透明な固体の支持体５０１上に被着される。適合する支
持材料は、極めて熱膨張係数が低い、例えば、ｚｅｒｏ
ｄｕｒまたは融解石英などである。熱安定性を増すた
め、固体の支持体５０１を熱的に制御することが可能で
ある（市販のヘリウム・ネオン・レーザをベースにした
距離メータで現在実施されているように）。熱的に制御
するための手段は、当該技術において周知のところであ
る。
ビームを発生する光源が必要になる。適合する光源は、
本発明の実施例である（例えば、図１０に示す光源）。
この実施例の場合、表面２０２及び２０４は、光学的に
透明な固体の支持体５０１上に被着される。適合する支
持材料は、極めて熱膨張係数が低い、例えば、ｚｅｒｏ
ｄｕｒまたは融解石英などである。熱安定性を増すた
め、固体の支持体５０１を熱的に制御することが可能で
ある（市販のヘリウム・ネオン・レーザをベースにした
距離メータで現在実施されているように）。熱的に制御
するための手段は、当該技術において周知のところであ
る。
【００５０】前述のように、本受動ロック外部空洞によ
って得られる光（とりわけ、強度の高い光）は、化学検
知（分析）に用いるのに有効である。例えば、レーザ・
システム５０６を示す図１１の場合、目標検体を含むサ
ンプル５０３を外部共振空洞１１０のビーム経路１０６
内に配置して、光の相互作用（例えば、吸光、光の散
乱、ラマン散乱、蛍光発生、間接的蛍光発生、燐光発
生）を生じさせることが可能である。サンプル５０３に
隣接して、検出器５０５を配置することによって、光の
相互作用を検知し、この結果、サンプル５０３中の検体
に関する分析データが得られるようにすることが可能で
ある。所望の１つ（または複数）の周波数の光を実質的
に吸収したり反射したりしない容器５０７を用いて、ビ
ーム経路内にサンプルを配置することも可能である。代
替方式として、表面１０２、１０４をサンプルを閉じ込
める構造（例えば、容器）の一部とすることも可能であ
る。もう１つの例では、外部共振空洞１１０の外部の表
面１０４の側にサンプルを配置して、光の相互作用が、
エバネッセント励起によって生じるようにしている。
って得られる光（とりわけ、強度の高い光）は、化学検
知（分析）に用いるのに有効である。例えば、レーザ・
システム５０６を示す図１１の場合、目標検体を含むサ
ンプル５０３を外部共振空洞１１０のビーム経路１０６
内に配置して、光の相互作用（例えば、吸光、光の散
乱、ラマン散乱、蛍光発生、間接的蛍光発生、燐光発
生）を生じさせることが可能である。サンプル５０３に
隣接して、検出器５０５を配置することによって、光の
相互作用を検知し、この結果、サンプル５０３中の検体
に関する分析データが得られるようにすることが可能で
ある。所望の１つ（または複数）の周波数の光を実質的
に吸収したり反射したりしない容器５０７を用いて、ビ
ーム経路内にサンプルを配置することも可能である。代
替方式として、表面１０２、１０４をサンプルを閉じ込
める構造（例えば、容器）の一部とすることも可能であ
る。もう１つの例では、外部共振空洞１１０の外部の表
面１０４の側にサンプルを配置して、光の相互作用が、
エバネッセント励起によって生じるようにしている。
【００５１】第２の反射器と第３の反射器との間の距離
調整：外部空洞の共振周波数を同調させるため（狭帯域
の場合）、第２の反射器と第３の反射器を支持している
構造の熱膨張及び収縮によって、これら２つの反射器間
における距離調整を行うことが可能である。図１２に
は、第３の反射器を移動させるためのサーボ機構を利用
する代替実施例が示されている。サーボ機構は、図１２
だけにしか示されていないが、言うまでもなく、本明細
書に記載のの強帰還レーザ・システムのどれにでも、サ
ーボ機構を適用することが可能であり、この場合、第２
と第３の反射器が、互いに移動しないように固定される
ことはない。
調整：外部空洞の共振周波数を同調させるため（狭帯域
の場合）、第２の反射器と第３の反射器を支持している
構造の熱膨張及び収縮によって、これら２つの反射器間
における距離調整を行うことが可能である。図１２に
は、第３の反射器を移動させるためのサーボ機構を利用
する代替実施例が示されている。サーボ機構は、図１２
だけにしか示されていないが、言うまでもなく、本明細
書に記載のの強帰還レーザ・システムのどれにでも、サ
ーボ機構を適用することが可能であり、この場合、第２
と第３の反射器が、互いに移動しないように固定される
ことはない。
【００５２】図１２の場合、サーボ機構は、図５と同様
のレーザ・システムに組み込まれている。このサーボ機
構５１１には、第３の表面２０４の鏡２０９に作用を及
ぼすように接続された（すなわち、表面が被着された基
板に接続された）圧電スタック５１２が含まれている。
この圧電スタック５１２は、さらに、それを駆動して移
動させるのに適した電気駆動装置（図１２には示されて
いない）に接続されている。こうして、第２の表面と第
３の表面との間の距離調整を行って、外部空洞２１０の
共振周波数を同調させることが可能になる。
のレーザ・システムに組み込まれている。このサーボ機
構５１１には、第３の表面２０４の鏡２０９に作用を及
ぼすように接続された（すなわち、表面が被着された基
板に接続された）圧電スタック５１２が含まれている。
この圧電スタック５１２は、さらに、それを駆動して移
動させるのに適した電気駆動装置（図１２には示されて
いない）に接続されている。こうして、第２の表面と第
３の表面との間の距離調整を行って、外部空洞２１０の
共振周波数を同調させることが可能になる。
【００５３】波長（または周波数）を測定する光分析器
５１３を用いて、表面２０４（及び鏡２０９）または表
面２０１を介した放射光を検査することによって、外部
空洞内の光の波長を測定することが可能である。こうし
た波長（または周波数）測定装置は、当該技術において
周知のところであり、これには、格子分光計、あるい
は、代わりに、エタロンが含まれる（例えば、Kuntz
他:"Miniature integrated-optical wavelength analyz
er chip," Optics Letters, 20, p.2300(1995) も参
照）。さらに、電子帰還システム（または装置）５１５
を利用して、波長測定装置からの帰還に基づいて、圧電
スタック装置に制御を加え、利得媒体２１４から所望の
波長が得られるようにすることも可能である。
５１３を用いて、表面２０４（及び鏡２０９）または表
面２０１を介した放射光を検査することによって、外部
空洞内の光の波長を測定することが可能である。こうし
た波長（または周波数）測定装置は、当該技術において
周知のところであり、これには、格子分光計、あるい
は、代わりに、エタロンが含まれる（例えば、Kuntz
他:"Miniature integrated-optical wavelength analyz
er chip," Optics Letters, 20, p.2300(1995) も参
照）。さらに、電子帰還システム（または装置）５１５
を利用して、波長測定装置からの帰還に基づいて、圧電
スタック装置に制御を加え、利得媒体２１４から所望の
波長が得られるようにすることも可能である。
【００５４】本発明のレーザ・システムの重要な利点の
１つは、第２と第３の表面が適切な曲率をなすように製
造できるので、ある空間モードだけしか支持されないよ
うにすることができるので、空間モードの質が極めて高
いということである。表面２０４または２０１からの漏
洩を分析することによって、狭帯域放射光にアクセスす
ることが可能である。代わりに、例えば、ドップラ・フ
リー分光器の利用によって、外部空洞内の光を分析する
ことが可能である（M.D. Levinson :" Introduction to
Nonlinear laser Spectroscopy, Academic Press, New
York, 1982, p.164を参照）。
１つは、第２と第３の表面が適切な曲率をなすように製
造できるので、ある空間モードだけしか支持されないよ
うにすることができるので、空間モードの質が極めて高
いということである。表面２０４または２０１からの漏
洩を分析することによって、狭帯域放射光にアクセスす
ることが可能である。代わりに、例えば、ドップラ・フ
リー分光器の利用によって、外部空洞内の光を分析する
ことが可能である（M.D. Levinson :" Introduction to
Nonlinear laser Spectroscopy, Academic Press, New
York, 1982, p.164を参照）。
【００５５】以上述べた説明により下記の実施態様が開
示された。 （実施態様１）： （ａ）レーザ利得媒体（１１４）と、（ｂ）反射率Ｒ1
を有する第１の反射器（１０１）、及び第１の反射器
（１０１）から間隔をあけて配置されて、共にレーザ利
得媒体（１１４）を納めるレーザ空洞（１０８）を形成
し、レーザ利得媒体（１１４）から放射される光がレー
ザ空洞（１０８）内で共振を生じるようにする、反射率
Ｒ1より大きい反射率Ｒ2を有する第２の反射器（１０
２）と、（ｃ）第２の反射器（１０２）から間隔をあけ
て配置されて、共に、レーザ空洞（１０８）の外部に共
振空洞（１１０）を形成し、レーザ空洞（１０８）から
の通過光によって、外部共振空洞内において共振が生
じ、外部共振空洞（１１０）からの通過光によってレー
ザ利得媒体（１１４）が光学的にロックされるようにす
る、反射率Ｒ1より大きい反射率Ｒ3を有する第３の反射
器（１０４）を備える、レーザ・システム（１００）。
示された。 （実施態様１）： （ａ）レーザ利得媒体（１１４）と、（ｂ）反射率Ｒ1
を有する第１の反射器（１０１）、及び第１の反射器
（１０１）から間隔をあけて配置されて、共にレーザ利
得媒体（１１４）を納めるレーザ空洞（１０８）を形成
し、レーザ利得媒体（１１４）から放射される光がレー
ザ空洞（１０８）内で共振を生じるようにする、反射率
Ｒ1より大きい反射率Ｒ2を有する第２の反射器（１０
２）と、（ｃ）第２の反射器（１０２）から間隔をあけ
て配置されて、共に、レーザ空洞（１０８）の外部に共
振空洞（１１０）を形成し、レーザ空洞（１０８）から
の通過光によって、外部共振空洞内において共振が生
じ、外部共振空洞（１１０）からの通過光によってレー
ザ利得媒体（１１４）が光学的にロックされるようにす
る、反射率Ｒ1より大きい反射率Ｒ3を有する第３の反射
器（１０４）を備える、レーザ・システム（１００）。
【００５６】（実施態様２）：レーザ利得媒体が、外部
共振空洞からレーザ・ダイオードへの強い光学帰還によ
って、外部共振空洞（２１０）の共振周波数にロックさ
せられるレーザ・ダイオード（２１４）であることを特
徴とする、実施態様１に記載のレーザ・システム。 （実施態様３）：外部共振空洞（１１０）の光強度が、
レーザ空洞（１０８）の光強度より少なくとも１桁高い
ことを特徴とする、実施態様１〜２の任意の１つに記載
のレーザ・システム。 （実施態様４）：Ｒ1が０．９９〜０．１、Ｒ2が０．９
〜０．９９９９９９、Ｒ3が、０．９〜０．９９９９９
９であることを特徴とする、実施態様１〜３の任意の１
つに記載のレーザ・システム。
共振空洞からレーザ・ダイオードへの強い光学帰還によ
って、外部共振空洞（２１０）の共振周波数にロックさ
せられるレーザ・ダイオード（２１４）であることを特
徴とする、実施態様１に記載のレーザ・システム。 （実施態様３）：外部共振空洞（１１０）の光強度が、
レーザ空洞（１０８）の光強度より少なくとも１桁高い
ことを特徴とする、実施態様１〜２の任意の１つに記載
のレーザ・システム。 （実施態様４）：Ｒ1が０．９９〜０．１、Ｒ2が０．９
〜０．９９９９９９、Ｒ3が、０．９〜０．９９９９９
９であることを特徴とする、実施態様１〜３の任意の１
つに記載のレーザ・システム。
【００５７】（実施態様５）：レーザ利得媒体が、レー
ザ・ダイオードから外部共振空洞に送られる光の１０％
を超える光のレーザ・ダイオードへの光学帰還によっ
て、外部共振空洞（２１０）の共振周波数にロックさせ
られるレーザ・ダイオード（２１４）であることを特徴
とする、実施態様２〜４の任意の１つに記載のレーザ・
システム。 （実施態様６）：Ｒ3がＲ2より大きく、Ｒ2がＲ1より大
きいことを特徴とする、実施態様１〜５の任意の１つに
記載のレーザ・システム。 （実施態様７）：さらに、第２の反射器（４０２）と第
３の反射器（４０４）の間に配置されて、レーザ利得媒
体からの光を異なる周波数に変換するための非線形光学
素子（４０１）を備えることと、第２と第３の反射器
が、異なる周波数の光の共振に用いられることを特徴と
する、実施態様１〜６の任意の１つに記載のレーザ・シ
ステム。 （実施態様８）：レーザ利得媒体が、第２の反射器（２
０２）から間隔をあけ、それに面して配置された反射防
止コーティングを施したフェーセット（２０３）を備え
ることを特徴とする、実施態様１〜７の任意の１つに記
載のレーザ・システム。
ザ・ダイオードから外部共振空洞に送られる光の１０％
を超える光のレーザ・ダイオードへの光学帰還によっ
て、外部共振空洞（２１０）の共振周波数にロックさせ
られるレーザ・ダイオード（２１４）であることを特徴
とする、実施態様２〜４の任意の１つに記載のレーザ・
システム。 （実施態様６）：Ｒ3がＲ2より大きく、Ｒ2がＲ1より大
きいことを特徴とする、実施態様１〜５の任意の１つに
記載のレーザ・システム。 （実施態様７）：さらに、第２の反射器（４０２）と第
３の反射器（４０４）の間に配置されて、レーザ利得媒
体からの光を異なる周波数に変換するための非線形光学
素子（４０１）を備えることと、第２と第３の反射器
が、異なる周波数の光の共振に用いられることを特徴と
する、実施態様１〜６の任意の１つに記載のレーザ・シ
ステム。 （実施態様８）：レーザ利得媒体が、第２の反射器（２
０２）から間隔をあけ、それに面して配置された反射防
止コーティングを施したフェーセット（２０３）を備え
ることを特徴とする、実施態様１〜７の任意の１つに記
載のレーザ・システム。
【００５８】（実施態様９）：レーザ利得媒体（３１
４）が、第１と第２の反射器（１０１、１０２）から間
隔をあけて配置された、２つの反射防止コーティング付
きフェーセットを備えることを特徴とする、実施態様１
〜７の任意の１つに記載のレーザ・システム。 （実施態様１０）：さらに、レーザ利得媒体から放射さ
れる光と外部共振空洞（２１０）を空間的に整合させる
ためのモード整合光学素子（２１６）を備えることを特
徴とする、実施態様１〜９の任意の１つに記載のレーザ
・システム。 （実施態様１１）：前記第３の反射器と前記第２の反射
器の間の距離を調整することによって、外部共振空洞
（２１０）の共振周波数を同調させることが可能である
ことを特徴とする、実施態様１〜１０の任意の１つに記
載のレーザ・システム。
４）が、第１と第２の反射器（１０１、１０２）から間
隔をあけて配置された、２つの反射防止コーティング付
きフェーセットを備えることを特徴とする、実施態様１
〜７の任意の１つに記載のレーザ・システム。 （実施態様１０）：さらに、レーザ利得媒体から放射さ
れる光と外部共振空洞（２１０）を空間的に整合させる
ためのモード整合光学素子（２１６）を備えることを特
徴とする、実施態様１〜９の任意の１つに記載のレーザ
・システム。 （実施態様１１）：前記第３の反射器と前記第２の反射
器の間の距離を調整することによって、外部共振空洞
（２１０）の共振周波数を同調させることが可能である
ことを特徴とする、実施態様１〜１０の任意の１つに記
載のレーザ・システム。
【００５９】（実施態様１２） （ａ）レーザ利得媒体（１１４）と、（ｂ）反射率（Ｒ
1）を有する第１の反射器（１０１）、及び、第１の反
射器（１０１）から間隔をあけて配置されて、共に、レ
ーザ利得媒体（１１４）を収容し、その内部でレーザ利
得媒体から放射される光の共振を生じる、レーザ空洞
（１０８）を形成し、第１の反射器の反射率（Ｒ1）よ
り大きい反射率（Ｒ2）を有する第２の反射器（１０
２）と、（ｃ）第２の反射器（１０２）と共に、レーザ
空洞（１０８）の外部に共振空洞（１１０）を形成し、
レーザ空洞（１０８）からの通過光が、外部共振空洞内
において共振空洞内ビーム経路に沿って共振を生じ、外
部共振空洞（１１０）からの通過光がレーザ空洞（１０
８）に入って、レーザ利得媒体（１１４）を光学的にロ
ックするようにする、第１の反射器（１０１）の反射率
（Ｒ1）より大きい反射率（Ｒ3）を有する第３の反射器
（１０４）と、（ｄ）外部共振空洞（１１０）と連係し
て、分析サンプルを外部共振空洞（１１０）からの光エ
ネルギにさらし、分析サンプルにおける分析物の光相互
作用特性が示されるようにするための手段（５０７）
と、（ｅ）露光させる手段（５０７）に隣接して配置さ
れ、光相互作用を検出するための検出器（５０５）を備
え、分析サンプルにおける分析物の存在を検出するため
に用いられることになる、レーザ・システム（５０
６）。
1）を有する第１の反射器（１０１）、及び、第１の反
射器（１０１）から間隔をあけて配置されて、共に、レ
ーザ利得媒体（１１４）を収容し、その内部でレーザ利
得媒体から放射される光の共振を生じる、レーザ空洞
（１０８）を形成し、第１の反射器の反射率（Ｒ1）よ
り大きい反射率（Ｒ2）を有する第２の反射器（１０
２）と、（ｃ）第２の反射器（１０２）と共に、レーザ
空洞（１０８）の外部に共振空洞（１１０）を形成し、
レーザ空洞（１０８）からの通過光が、外部共振空洞内
において共振空洞内ビーム経路に沿って共振を生じ、外
部共振空洞（１１０）からの通過光がレーザ空洞（１０
８）に入って、レーザ利得媒体（１１４）を光学的にロ
ックするようにする、第１の反射器（１０１）の反射率
（Ｒ1）より大きい反射率（Ｒ3）を有する第３の反射器
（１０４）と、（ｄ）外部共振空洞（１１０）と連係し
て、分析サンプルを外部共振空洞（１１０）からの光エ
ネルギにさらし、分析サンプルにおける分析物の光相互
作用特性が示されるようにするための手段（５０７）
と、（ｅ）露光させる手段（５０７）に隣接して配置さ
れ、光相互作用を検出するための検出器（５０５）を備
え、分析サンプルにおける分析物の存在を検出するため
に用いられることになる、レーザ・システム（５０
６）。
【００６０】（実施態様１３） （ｉ）第１の反射器（１０１）及び第１の反射器（１０
１）から間隔をあけて配置された第２の反射器（１０
２）によって形成されるレーザ空洞（１０８）内に配置
されたレーザ利得媒体から光ビームを放射させて、レー
ザ利得媒体（１１４）からの光がレーザ空洞（１０８）
内で共振するようにするステップと、（ii）レーザ空洞
（１０８）から、第２の反射器（１０２）と第３の反射
器（１０４）によって形成される、レーザ空洞（１０
８）の外部の共振空洞（１１０）に光を送り、レーザ利
得媒体（１１４）から放射される光が外部共振空洞（１
１０）内において共振し、外部共振空洞（１１０）内の
光の一部が、レーザ空洞（１０８）に送り返されて、レ
ーザ利得媒体（１１４）を外部共振空洞（１１０）の共
振周波数にロックするようにするステップから成る、レ
ーザ利得媒体を受動的にロックするための方法。
１）から間隔をあけて配置された第２の反射器（１０
２）によって形成されるレーザ空洞（１０８）内に配置
されたレーザ利得媒体から光ビームを放射させて、レー
ザ利得媒体（１１４）からの光がレーザ空洞（１０８）
内で共振するようにするステップと、（ii）レーザ空洞
（１０８）から、第２の反射器（１０２）と第３の反射
器（１０４）によって形成される、レーザ空洞（１０
８）の外部の共振空洞（１１０）に光を送り、レーザ利
得媒体（１１４）から放射される光が外部共振空洞（１
１０）内において共振し、外部共振空洞（１１０）内の
光の一部が、レーザ空洞（１０８）に送り返されて、レ
ーザ利得媒体（１１４）を外部共振空洞（１１０）の共
振周波数にロックするようにするステップから成る、レ
ーザ利得媒体を受動的にロックするための方法。
【図１Ａ】共振のない光学空洞に対する入射光の略図で
ある。
ある。
【図１Ｂ】共振を伴う光学空洞に対する入射光の略図で
ある。
ある。
【図１Ｃ】光学空洞内における反射器の反射率の効果を
示す、正規化周波数に関連した空洞反射率のグラフであ
る。
示す、正規化周波数に関連した空洞反射率のグラフであ
る。
【図２】本発明のレーザ・システムの実施例に関する略
図である。
図である。
【図３】モード整合装置を備えた、本発明のレーザ・シ
ステムのもう１つの実施例に関する略図である。
ステムのもう１つの実施例に関する略図である。
【図４Ａ】レーザ空洞の表面が利得媒体上にある、本発
明のレーザ・システムのさらにもう１つの実施例に関す
る略図である。
明のレーザ・システムのさらにもう１つの実施例に関す
る略図である。
【図４Ｂ】２つ以上の利得媒体を備えた、本発明のレー
ザ・システムの実施例に関する略図である。
ザ・システムの実施例に関する略図である。
【図５】周波数制限装置を備えた、本発明のレーザ・シ
ステムのさらにもう１つの実施例に関する略図である。
ステムのさらにもう１つの実施例に関する略図である。
【図６】本発明において適用可能な周波数制限装置の実
施例に関する略図である。
施例に関する略図である。
【図７】周波数制限装置を備えた、レーザ空洞長と外部
空洞長に関連した利得媒体のしきい値電流に関する略図
である。
空洞長に関連した利得媒体のしきい値電流に関する略図
である。
【図８】外部空洞における非線形結晶を示す、本発明の
レーザ・システムのさらにもう１つの実施例に関する略
図である。
レーザ・システムのさらにもう１つの実施例に関する略
図である。
【図９】反射する表面が形成された非線形結晶を示す、
本発明のレーザ・システムのさらにもう１つの実施例に
関する略図である。
本発明のレーザ・システムのさらにもう１つの実施例に
関する略図である。
【図１０】反射する表面が固体の支持体に配置された、
本発明のレーザ・システムのさらにもう１つの実施例に
関する略図である。
本発明のレーザ・システムのさらにもう１つの実施例に
関する略図である。
【図１１】分析を受けるサンプル、及び、サンプルによ
って光の相互作用を検出するための検出器を示す、本発
明のレーザ・システムの実施例に関する略図である。
って光の相互作用を検出するための検出器を示す、本発
明のレーザ・システムの実施例に関する略図である。
【図１２】第２と第３の反射器間における距離調整のた
めの圧電スタックを示す、本発明のレーザ・システムの
実施例に関する略図である。
めの圧電スタックを示す、本発明のレーザ・システムの
実施例に関する略図である。
１０１ 表面 １０２ 表面 １０３ ビーム分割器 １０４ 表面 １０６ 光路 １０８ レーザ空洞 １０８Ａ レーザ空洞 １１０ 外部空洞 １１４ 光学利得媒体 １１４Ａ 追加利得媒体 ２０１ 表面 ２０２ 表面 ２０３ 放射フェーセット ２０４ 表面 ２０６ 光路 ２０７ 鏡 ２０８ レーザ空洞 ２０９ 鏡 ２１０ 外部空洞 ２１４ ダイオード・レーザ ２１６ モード整合光学素子 ２１９ 鏡面 ２２２ 周波数制限装置 ２３２ 鏡 ２３６ 回折格子 ２３８ 光路 ３０１ 表面 ３０２ 表面 ３０４ 表面 ３０９ 鏡面基板 ４０１ 非線形結晶 ４０２ 表面 ４０４ 表面 ５０１ 支持体 ５０３ サンプル ５０５ 検出器 ５０６ レーザ・システム ５０７ 容器 ５１１ サーボ機構 ５１２ 圧電スタック ５１３ 光分析器 ５１５ 電子帰還装置
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）レーザ利得媒体と、 （ｂ）反射率Ｒ1を有する第１の反射器、及び第１の反
射器から間隔をあけて配置されて、共にレーザ利得媒体
を納めるレーザ空洞を形成し、レーザ利得媒体から放射
される光がレーザ空洞内で共振を生じるようにする、反
射率Ｒ1より大きい反射率Ｒ2を有する第２の反射器と、 （ｃ）第２の反射器から間隔をあけて配置されて、共
に、レーザ空洞の外部に共振空洞を形成し、レーザ空洞
からの通過光によって、外部共振空洞内において共振が
生じ、外部共振空洞からの通過光によってレーザ利得媒
体が光学的にロックされるようにする、反射率Ｒ1より
大きい反射率Ｒ3を有する第３の反射器を備える、レー
ザ・システム。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/548,787 US5642375A (en) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | Passively-locked external optical cavity |
| US61987796A | 1996-03-20 | 1996-03-20 | |
| US548,787 | 1996-03-20 | ||
| US619,877 | 1996-03-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167868A true JPH09167868A (ja) | 1997-06-24 |
| JP3878257B2 JP3878257B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=27068940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28207096A Expired - Fee Related JP3878257B2 (ja) | 1995-10-26 | 1996-10-24 | レーザ・システム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3878257B2 (ja) |
| DE (1) | DE19642409B4 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208865A (ja) * | 1999-01-07 | 2000-07-28 | Agilent Technol Inc | レ―ザ装置 |
| JP2005140558A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Oyo Kogaku Kenkyusho | ガス検出器 |
| US7760774B2 (en) | 2001-09-20 | 2010-07-20 | Klastech-Karpushko Laser Technologies Gmbh | Intracavity frequency conversion of laser radiation |
| JP2019062036A (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 富士通株式会社 | 変調光源 |
| CN112577913A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-03-30 | 山东拙诚智能科技有限公司 | 一种基于光谱吸收原理检测微量气体浓度的方法及系统 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10052461B4 (de) * | 2000-10-23 | 2007-09-06 | Lumera Laser Gmbh | Vorrichtung zum Erzeugen von Laserlicht |
| DE102004003750A1 (de) * | 2004-01-23 | 2005-08-11 | Raab, Volker, Dr. | Gekoppelte optische Resonatoren |
| JP4871326B2 (ja) * | 2008-05-29 | 2012-02-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ光源 |
| DE102011088224A1 (de) * | 2011-12-12 | 2013-06-13 | HighFinesse GmbH | Lasersystem mit gekoppelten Resonatoren |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63213389A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-06 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| DE3718908C1 (de) * | 1987-06-05 | 1988-12-15 | Joseph Ulrich | Intracavity-Multimoden-Laserspektrometer |
| DE3834091A1 (de) * | 1988-10-07 | 1990-04-12 | Raimund Andris | Spraypumpe |
| US4982405A (en) * | 1989-09-07 | 1991-01-01 | Massachusette Institute Of Technology | Coupled-cavity Q-switched laser |
| DE4242862C2 (de) * | 1992-12-18 | 1994-10-20 | Deutsche Aerospace | Optisch oder elektrisch gepumpter Festkörperlaser |
| US5432610A (en) * | 1994-04-15 | 1995-07-11 | Hewlett-Packard Company | Diode-pumped power build-up cavity for chemical sensing |
| JP3526671B2 (ja) * | 1995-08-25 | 2004-05-17 | アンリツ株式会社 | レーザ光源装置 |
-
1996
- 1996-10-14 DE DE1996142409 patent/DE19642409B4/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-24 JP JP28207096A patent/JP3878257B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208865A (ja) * | 1999-01-07 | 2000-07-28 | Agilent Technol Inc | レ―ザ装置 |
| US7760774B2 (en) | 2001-09-20 | 2010-07-20 | Klastech-Karpushko Laser Technologies Gmbh | Intracavity frequency conversion of laser radiation |
| US8315284B2 (en) | 2001-09-20 | 2012-11-20 | Karpushko Fedor V | Intracavity frequency conversion of laser radiation |
| JP2005140558A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Oyo Kogaku Kenkyusho | ガス検出器 |
| JP2019062036A (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 富士通株式会社 | 変調光源 |
| CN112577913A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-03-30 | 山东拙诚智能科技有限公司 | 一种基于光谱吸收原理检测微量气体浓度的方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19642409B4 (de) | 2011-05-12 |
| DE19642409A1 (de) | 1997-04-30 |
| JP3878257B2 (ja) | 2007-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5684623A (en) | Narrow-band tunable optical source | |
| US5642375A (en) | Passively-locked external optical cavity | |
| Baillard et al. | Interference-filter-stabilized external-cavity diode lasers | |
| US5195104A (en) | Internally stimulated optical parametric oscillator/laser | |
| US6205159B1 (en) | Discrete wavelength liquid crystal tuned external cavity diode laser | |
| US5321718A (en) | Frequency converted laser diode and lens system therefor | |
| EP0712183B1 (en) | Wavelength stabilized light source | |
| EP0857997B1 (en) | Tunable optical parametric oscillator | |
| EP0677736B1 (en) | Detection of chemicals in a sample | |
| CA1292797C (en) | Solid state microlaser | |
| US5265116A (en) | Microchip laser | |
| US6763042B2 (en) | Apparatus and method for frequency conversion and mixing of laser light | |
| CN108183387B (zh) | 一种用于激光器的光学参量振荡器系统 | |
| US5835522A (en) | Robust passively-locked optical cavity system | |
| US20080310465A1 (en) | Method and Laser Device for Stabilized Frequency Doubling | |
| US7822096B2 (en) | Alignment and wavelength selection in external cavity lasers | |
| US20090274177A1 (en) | Turnable laser device | |
| JP3878257B2 (ja) | レーザ・システム | |
| Zimmermann et al. | Second harmonic generation at 972 nm using a distributed Bragg reflection semiconductor laser | |
| US6822221B2 (en) | Method for laser cooling of atoms and apparatus therefore | |
| JPH07152055A (ja) | 短波長光源および波長可変レーザ光源 | |
| US5870415A (en) | Lasers | |
| US5235456A (en) | Tunable pulsed single longitudinal mode optical parametric oscillator | |
| RU2182739C2 (ru) | Микролазер (варианты) | |
| KR20230117755A (ko) | 비선형 주파수 변환을 위한 전력 확장 가능한 광학시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050407 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060118 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060217 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20060413 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Effective date: 20060418 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20060711 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20061031 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061102 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |