JP2000174369A - Reciprocating optical amplifier - Google Patents
Reciprocating optical amplifierInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、直線偏光のレー
ザ光を入力光とし、その入力光を固体レーザロッドで増
幅して出力光として出力する往復型光増幅器に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating optical amplifier which receives linearly polarized laser light as input light, amplifies the input light with a solid-state laser rod, and outputs the amplified light as output light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体レーザ媒質をロッド型に成形した固
体レーザロッドを使用した往復型光増幅器は、レーザ発
振器からの直線偏光のレーザ光を入力光として固体レー
ザロッドに入射させて光出力を増幅し、増幅後のレーザ
光を、固体レーザロッドに向けて反射させて、固体レー
ザロッドにより光出力を増幅して、増幅されたレーザ光
を光出力として出力するようになされている。2. Description of the Related Art A reciprocating optical amplifier using a solid-state laser rod in which a solid-state laser medium is formed into a rod shape, amplifies the optical output by inputting linearly polarized laser light from a laser oscillator as input light to the solid-state laser rod. Then, the amplified laser light is reflected toward the solid-state laser rod, the light output is amplified by the solid-state laser rod, and the amplified laser light is output as the light output.
【０００３】一般に固体レーザロッドを励起すると固体
レーザロッドは発熱するため、側面部から冷却媒質によ
り冷却される。側面部を冷却するため、側面部では温度
が低くなるが固体レーザロッドの中央部では温度が高く
なる。固体レーザロッドの断面、すなわち側面部に垂直
な面内で温度差が生じ、それに起因して屈折率の差が生
じる。したがって、Ｎｄ原子が添加されたＹ3 Ａｌ5 Ｏ
12結晶（以下、Ｎｄ：ＹＡＧという）のような等方性媒
質で固体レーザロッドが構成されている場合には、固体
レーザロッドがレーザ光に対して凸レンズとして働くこ
とになる。この現象は熱レンズ効果と呼ばれる。このと
き、固体レーザロッドの断面において熱の発生が均一で
ない場合には、固体レーザロッドは、理想的な凸レンズ
として働かず、３次以上の波面収差を有する凸レンズと
して働く。Generally, when the solid-state laser rod is excited, the solid-state laser rod generates heat. Therefore, the solid-state laser rod is cooled from a side surface by a cooling medium. Since the side portion is cooled, the temperature decreases at the side portion, but increases at the center portion of the solid-state laser rod. A temperature difference occurs in a cross section of the solid-state laser rod, that is, in a plane perpendicular to the side surface, and a difference in refractive index occurs due to the temperature difference. Therefore, Y 3 Al 5 O to which Nd atoms are added
When the solid-state laser rod is formed of an isotropic medium such as 12 crystals (hereinafter, referred to as Nd: YAG), the solid-state laser rod functions as a convex lens for laser light. This phenomenon is called the thermal lens effect. At this time, if heat generation is not uniform in the cross section of the solid-state laser rod, the solid-state laser rod does not function as an ideal convex lens, but functions as a convex lens having third-order or higher wavefront aberration.
【０００４】したがって、固体レーザロッドから出射す
る増幅後のレーザ光は収束光線になり、反射されて再度
固体レーザロッドに入射するときに、固体レーザロッド
とレーザ光とのビームオーバラップが減少してしまうた
め、光軸上に凹レンズや凸レンズを配置してレーザ光の
広がり角を補償する。Therefore, the amplified laser light emitted from the solid-state laser rod becomes a convergent light beam, and when the reflected laser light is again incident on the solid-state laser rod, the beam overlap between the solid-state laser rod and the laser light is reduced. Therefore, a concave lens or a convex lens is arranged on the optical axis to compensate for the spread angle of the laser light.
【０００５】また、レーザ光が固体レーザロッドを通過
する際、固体レーザロッドの断面において、径方向と周
方向とで熱レンズ効果に違いが生じる。このため、レー
ザ光の偏光面が径方向である場合と周方向である場合と
でレーザ光の径や波面の広がりが異なり、直線偏光のレ
ーザ光に合成される光が減少するため、増幅された光の
内、出力光として分けられる割合が減少する。また、径
方向と周方向との熱レンズ効果の違いに起因して固体レ
ーザロッドで増幅後のレーザ光に非点収差が生じるた
め、２つの固体レーザロッドを使用して、それらの間に
９０度だけレーザ光の偏光面を回転させる９０度旋光子
を配置する。When a laser beam passes through a solid-state laser rod, a difference occurs in the thermal lens effect between a radial direction and a circumferential direction in a cross section of the solid-state laser rod. For this reason, when the polarization plane of the laser beam is in the radial direction and in the circumferential direction, the diameter of the laser beam and the spread of the wavefront differ, and the light combined with the linearly polarized laser beam decreases, so that the laser beam is amplified. Of the light, the proportion of light that is divided as output light decreases. In addition, astigmatism occurs in the laser light amplified by the solid-state laser rod due to the difference in the thermal lens effect between the radial direction and the circumferential direction. A 90-degree optical rotator that rotates the plane of polarization of the laser light by a degree is arranged.
【０００６】すなわち、９０度旋光子により偏光面が９
０度だけ回転されると、一方の固体レーザロッドと、他
方の固体レーザロッドとにおいて、熱レンズ効果を受け
る径方向または周方向が逆転するので、２つの固体レー
ザロッドを通過すると熱レンズ効果の方向依存性が低減
され、非点収差が低減される。That is, the plane of polarization is 9 with a 90-degree optical rotator.
When the solid laser rod is rotated by 0 degrees, the radial direction or circumferential direction of the solid-state laser rod, which is affected by the thermal lens effect, is reversed between the solid-state laser rod and the other solid-state laser rod. Direction dependence is reduced, and astigmatism is reduced.
【０００７】また、一般に往復型光増幅器においては、
偏光子が入力光を透過させて内部の光学系にレーザ光を
導くと共に、増幅後のレーザ光を反射して、往復の２度
１／４波長板を通過させる事でレーザ光の偏光方向を９
０回転させて、再び増幅させた直線偏光の光を出力光と
して出射させる。[0007] In general, in a reciprocating optical amplifier,
The polarizer transmits the input light and guides the laser light to the internal optical system, reflects the amplified laser light, and transmits the laser light through a reciprocating 2 ° quarter-wave plate to change the polarization direction of the laser light. 9
After the rotation, the linearly polarized light that has been amplified again is emitted as output light.
【０００８】このように、従来の往復型光増幅器は、偏
光子、固体レーザロッド、９０度旋光子、１／４波長
板、レーザ光を反射する反射手段などで構成される。As described above, the conventional reciprocating optical amplifier includes a polarizer, a solid-state laser rod, a 90-degree optical rotator, a quarter-wave plate, and a reflecting means for reflecting laser light.
【０００９】図７は、「Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｌａ
ｓｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」（Ｗａｌｔｅｒ Ｋ
ｏｅｃｈｎｅｒ著、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ発
行、第４版、１９９６年）の第５９５頁〜第６００頁に
記載の従来の往復型光増幅器の一例を示す構成図であ
る。図において、１０１は、従来の往復型光増幅器であ
り、１０２−１，１０２−２は、レーザ光の光出力を増
加する２つの固体レーザロッドであり、１０３は、入力
光２０１を透過して固体レーザロッド１０２−１に入射
させ、固体レーザロッド１０２−１からのレーザ光を反
射して出力光２０２として出射させる偏光子である。１
０４は、全反射鏡であり、１０５は、レーザ光を円偏光
にする１／４波長板であり、１０６は、レーザ光の偏光
面を９０度回転させて、熱レンズ効果の方向依存性に起
因する非点収差を低減する９０度旋光子であり、１０７
は、熱レンズ効果に起因して変化したレーザ光の広がり
角を補償する凹レンズであり、１０８は、レーザ光の進
行方向を反転する全反射鏡である。なお、１１０は全反
射鏡である。FIG. 7 shows “Solid-State La”.
ser Engineering "(Walter K
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional reciprocating optical amplifier described on pages 595 to 600 of Oechner, Springer-Verlag, 4th edition, 1996). In the figure, 101 is a conventional reciprocating optical amplifier, 102-1 and 102-2 are two solid-state laser rods for increasing the optical output of laser light, and 103 is a light-transmitting input light 201. This is a polarizer that is made incident on the solid-state laser rod 102-1 and reflects laser light from the solid-state laser rod 102-1 to emit it as output light 202. 1
04 is a total reflection mirror, 105 is a quarter-wave plate for converting the laser beam into circularly polarized light, and 106 is a device that rotates the polarization plane of the laser beam by 90 degrees to change the direction dependency of the thermal lens effect. A 90-degree optical rotator that reduces astigmatism due to
Is a concave lens that compensates for the divergence angle of the laser light changed due to the thermal lens effect, and 108 is a total reflection mirror that reverses the traveling direction of the laser light. In addition, 110 is a total reflection mirror.
【００１０】次に動作について説明する。直線偏光の入
力光２０１が図示せぬ発振器から偏光子１０３に入射す
る。入力光２０１は偏光子１０３を透過して固体レーザ
ロッド１０２−１に入射し、増幅される。今の場合、固
体レーザロッド１０２−１，１０２−２がＮｄ：ＹＡＧ
で構成されているので、固体レーザロッド１０２−１か
ら出射する増幅後のレーザ光は熱レンズ効果により収束
光線になるが、凹レンズ１０７によりその広がり角が補
償される。さらに、９０度旋光子１０６により偏光面が
９０度回転された後、レーザ光は固体レーザロッド１０
２−２に入射する。９０度旋光子１０６により偏光面が
９０度回転されることにより、熱レンズ効果の方向依存
性が低減され、非点収差が低減される。Next, the operation will be described. Linearly polarized input light 201 enters the polarizer 103 from an oscillator (not shown). The input light 201 passes through the polarizer 103, enters the solid-state laser rod 102-1 and is amplified. In this case, the solid-state laser rods 102-1 and 102-2 are Nd: YAG
, The amplified laser light emitted from the solid-state laser rod 102-1 becomes a convergent light beam due to the thermal lens effect, but its divergence angle is compensated by the concave lens 107. Further, after the polarization plane is rotated by 90 degrees by the 90-degree optical rotator 106, the laser beam is
2-2. By rotating the polarization plane by 90 degrees by the 90-degree optical rotator 106, the direction dependency of the thermal lens effect is reduced, and astigmatism is reduced.
【００１１】固体レーザロッド１０２−２では、レーザ
光がさらに増幅されて出射し、全反射鏡１０４で反射さ
れ１／４波長板１０５に入射し、円偏光になった後、全
反射鏡１０８で反射され、復路のレーザ光になる。そし
て、１／４波長板１０５により、その復路のレーザ光
は、円偏光から、往路のレーザ光の偏光面から９０度回
転した偏光面を有する直線偏光になる。その後、全反射
鏡１０４、固体レーザロッド１０２−２、９０度旋光子
１０６、凹レンズ１０７、および固体レーザロッド１０
２−１を介して往路と同様に増幅され、偏光子１０３に
入射する。In the solid-state laser rod 102-2, the laser light is further amplified and emitted, reflected by the total reflection mirror 104, incident on the quarter-wave plate 105, converted into circularly polarized light, and then reflected by the total reflection mirror 108. The light is reflected and becomes the return laser light. The quarter-wave plate 105 changes the return laser light from circularly polarized light to linearly polarized light having a polarization plane rotated by 90 degrees from the polarization plane of the outward laser light. Thereafter, the total reflection mirror 104, the solid-state laser rod 102-2, the 90-degree optical rotator 106, the concave lens 107, and the solid-state laser rod 10
The light is amplified in the same way as the outward path through 2-1 and is incident on the polarizer 103.
【００１２】復路のレーザ光の偏光面は、往路のレーザ
光の偏光面、すなわち入力光２０１の偏光面から９０度
回転した面になっているため、偏光子１０３で反射さ
れ、全反射鏡１１０を介して出力光２０２として出射す
る。The polarization plane of the laser light on the return path is a plane rotated by 90 degrees from the polarization plane of the laser light on the outward path, that is, the polarization plane of the input light 201, so that it is reflected by the polarizer 103 and is reflected by the total reflection mirror 110. And output as output light 202.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】従来の往復型光増幅器
は以上のように構成されているので、９０度旋光子１０
６で偏光面を９０度回転させることにより、熱レンズ効
果の方向依存性に起因するレーザ光の非点収差が低減す
るが、完全になくすことは困難であるため、復路でさら
に非点収差が増大し、レーザ光が増幅される割合が減少
し、装置の増幅率が低減してしまうなどの課題があっ
た。Since the conventional reciprocating optical amplifier is constructed as described above, a 90-degree optical rotator 10 is required.
By rotating the polarization plane by 90 degrees in step 6, the astigmatism of the laser beam caused by the direction dependency of the thermal lens effect is reduced, but it is difficult to completely eliminate the astigmatism. There is a problem that the ratio of laser light is increased, the ratio of amplification of the laser light is reduced, and the amplification factor of the device is reduced.
【００１４】また、図８は従来の往復型光増幅器におけ
るレーザ光の光径の変化の一例を示す図であるが、往路
の固体レーザロッド１０２−１で非点収差が発生し、往
路の固体レーザロッド１０２−２で非点収差が増大し、
さらに復路の固体レーザロッド１０２−１，１０２−２
で非点収差が増大し、非点収差が含まれた出力光２０２
が出射されている。このように、出力光２０２に非点収
差がある場合、出力光２０２の有効利用が制限されてし
まう。例えば、出力光２０２を非線形結晶で波長変換す
る場合、出力光２０２に非点収差があると、波面が一様
でないことに起因して波長変換の効率が低下する。FIG. 8 is a diagram showing an example of a change in the beam diameter of laser light in the conventional reciprocating optical amplifier. Astigmatism increases with the laser rod 102-2,
Further, the solid-state laser rods 102-1 and 102-2 on the return path
Increases the astigmatism, and the output light 202 including the astigmatism
Are emitted. As described above, when the output light 202 has astigmatism, the effective use of the output light 202 is limited. For example, when the wavelength of the output light 202 is converted by a nonlinear crystal, if the output light 202 has astigmatism, the wavelength conversion efficiency is reduced due to the non-uniform wavefront.
【００１５】さらに、従来の往復型光増幅器は以上のよ
うに構成されているので、固体レーザロッド１０２−
１，１０２−２で発生した光のうち、出力光２０２と同
一の偏光面ではないものについては偏光子１０３を透過
して入力光２０１とほぼ同軸で進行して、入力光２０１
を生成する図示せぬ発振器に入射するため、発振器の動
作が不安定になり、入力光２０１ひいては出力光２０２
が不安定になる可能性があるとともに、発振器自体が故
障する可能性もあるという課題があった。Further, since the conventional reciprocating optical amplifier is configured as described above, the solid-state laser rod 102-
Of the light generated by the light 101, 102-2, the light not having the same polarization plane as the output light 202 passes through the polarizer 103 and travels substantially coaxially with the input light 201, and the input light 201
Is generated, the operation of the oscillator becomes unstable, and the input light 201 and, consequently, the output light 202
However, there is a problem that the oscillator may be unstable and the oscillator itself may be broken.
【００１６】さらに、固体レーザロッドにおいて波面収
差が発生した場合、球レンズや球面鏡では補償すること
が困難であるため、波面収差に起因してレーザ光の一部
が散逸し、装置としての増幅率が低下してしまうという
課題があった。Further, when a wavefront aberration occurs in the solid-state laser rod, it is difficult to compensate for the wavefront aberration with a spherical lens or a spherical mirror. Therefore, a part of the laser light is dissipated due to the wavefront aberration, and the amplification factor of the device is increased. However, there was a problem that the temperature was reduced.
【００１７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、入力光であるレーザ光を透過させ
るとともに、入力光とは偏光方向が異なる増幅後のレー
ザ光を出力光として反射する偏光手段と、レーザ光の光
軸上にそれぞれ配置され、レーザ光を増幅する２つの光
増幅手段と、偏光手段と一方の光増幅手段との間でレー
ザ光の光軸上に配置され、レーザ光の偏光面を一定方向
に４５度だけ回転させる４５度旋光手段と、２つの光増
幅手段の間でレーザ光の光軸上に配置され、レーザ光の
偏光面を９０度だけ回転させる９０度旋光手段と、レー
ザ光の光軸上に配置され、光増幅手段における熱レンズ
効果を補償する熱レンズ補償手段と、レーザ光の光軸上
に配置され、他方の光増幅手段からのレーザ光を反射
し、他方の光増幅手段に入射させる反射手段とを備える
ことにより、固体レーザロッドにおける熱レンズ効果の
方向依存性に起因するレーザ光の波面収差や非点収差を
低減し、増幅率を良好にするとともに出力光を安定させ
ることができる往復型光増幅器を得ることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and transmits an input laser light and reflects an amplified laser light having a polarization direction different from that of the input light as output light. Polarizing means to be disposed on the optical axis of the laser light, two light amplifying means for amplifying the laser light, and disposed on the optical axis of the laser light between the polarizing means and one of the light amplifying means, A 45-degree optical rotation unit that rotates the polarization plane of the laser beam by 45 degrees in a fixed direction, and a 45-degree rotation unit that is disposed on the optical axis of the laser beam between the two optical amplification units and rotates the polarization plane of the laser beam by 90 degrees Optical rotation means, a thermal lens compensating means arranged on the optical axis of the laser light to compensate for a thermal lens effect in the optical amplifying means, and a laser light arranged on the optical axis of the laser light and from the other optical amplifying means Reflects the other light amplifying hand And a reflection means for making the laser beam incident on the solid-state laser rod, thereby reducing the wavefront aberration and astigmatism of the laser light due to the direction dependency of the thermal lens effect in the solid-state laser rod, improving the amplification factor, and stabilizing the output light. It is an object of the present invention to obtain a reciprocating optical amplifier capable of performing the above.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】この発明に係る往復型光
増幅器は、入力光であるレーザ光を透過させるととも
に、入力光とは偏光方向が異なる増幅後のレーザ光を出
力光として反射する偏光手段と、レーザ光の光軸上にそ
れぞれ配置され、レーザ光を増幅する２つの光増幅手段
と、偏光手段と一方の光増幅手段との間でレーザ光の光
軸上に配置され、レーザ光の偏光面を一定方向に４５度
だけ回転させる４５度旋光手段と、２つの光増幅手段の
間でレーザ光の光軸上に配置され、レーザ光の偏光面を
９０度だけ回転させる９０度旋光手段と、レーザ光の光
軸上に配置され、光増幅手段における熱レンズ効果を補
償する熱レンズ補償手段と、レーザ光の光軸上に配置さ
れ、他方の光増幅手段からのレーザ光を反射し、他方の
光増幅手段に入射させる反射手段とを備えるものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION A reciprocating optical amplifier according to the present invention transmits a laser beam, which is input light, and reflects, as output light, an amplified laser beam having a polarization direction different from that of the input light. Means, two optical amplifying means arranged on the optical axis of the laser light, respectively, for amplifying the laser light, and a laser light arranged between the polarizing means and one of the optical amplifying means on the optical axis of the laser light. Optical rotation means for rotating the polarization plane of the laser light by 45 degrees in a fixed direction, and a 90-degree optical rotation disposed on the optical axis of the laser light between the two optical amplification means and rotating the polarization plane of the laser light by 90 degrees Means, a thermal lens compensating means arranged on the optical axis of the laser light for compensating for a thermal lens effect in the optical amplifying means, and a laser light from the other optical amplifying means arranged on the optical axis of the laser light and reflecting the laser light Incident on the other optical amplification means. In which and a reflecting means that.
【００１９】この発明に係る往復型光増幅器は、２つの
光増幅手段の間に配置された凹レンズを熱レンズ補償手
段としたものである。In the reciprocating optical amplifier according to the present invention, a concave lens disposed between two optical amplifiers is used as a thermal lens compensator.
【００２０】この発明に係る往復型光増幅器は、２つの
光増幅手段の外側に配置された焦点距離の同一な２つの
凹レンズを熱レンズ補償手段としたものである。In the reciprocating optical amplifier according to the present invention, two concave lenses having the same focal length and disposed outside the two optical amplifying means are used as thermal lens compensating means.
【００２１】この発明に係る往復型光増幅器は、２つの
光増幅手段の対向する端面の一方の像を他方の端面に互
いに転写する２つの凸レンズを熱レンズ補償手段とした
ものである。In the reciprocating optical amplifier according to the present invention, two convex lenses for transferring one image of the opposite end faces of the two optical amplifying means to the other end face are used as thermal lens compensating means.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
往復型光増幅器を示す構成図である。図において、１
は、実施の形態１による往復型光増幅器であり、２−
１，２−２は、Ｎｄ：ＹＡＧなどの固体レーザ媒質をロ
ッド型に成形した、レーザ光の光出力を増加する２つの
固体レーザロッド（光増幅手段）であり、３は、入力光
１１を透過して固体レーザロッド２−１に入射させ、固
体レーザロッド２−１からのレーザ光を反射して出力光
１２として出射させる偏光子（偏光手段）である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing a reciprocating optical amplifier according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 1
Is a reciprocating optical amplifier according to the first embodiment,
Reference numerals 1 and 2 denote two solid laser rods (light amplifying means) formed by shaping a solid laser medium such as Nd: YAG into a rod shape to increase the optical output of laser light. This is a polarizer (polarizing means) that transmits the laser beam, makes it incident on the solid-state laser rod 2-1, and reflects the laser light from the solid-state laser rod 2-1 to emit it as output light 12.
【００２３】５は、偏光子３と固体レーザロッド２−１
との間でレーザ光の光軸上に配置され、レーザ光の偏光
面を４５度だけ回転させる４５度ファラデー旋光器（４
５度旋光手段）である。なお、ファラデー旋光器とは、
ファラデー効果を利用した旋光器である。ファラデー効
果とは、磁気光学効果の１つであり、磁場中に置かれた
透明媒質中を直線偏光が磁場と平行に伝播するとき、偏
光面が回転する現象である。なお、偏光面の回転方向は
直線偏光の伝播方向に依存しないので、偏光子３からの
レーザ光の偏光面、および固体レーザロッド２−１から
のレーザ光の偏光面は同一の方向に回転される。すなわ
ち、往路と復路の２回、４５度ファラデー旋光器５を通
過することにより、合計で９０度だけレーザ光の偏光面
が回転される。Reference numeral 5 denotes a polarizer 3 and a solid-state laser rod 2-1.
And a 45-degree Faraday rotator (4) that is disposed on the optical axis of the laser light and rotates the polarization plane of the laser light by 45 degrees.
5 ° optical rotation means). The Faraday optical rotator is
An optical rotator utilizing the Faraday effect. The Faraday effect is one of the magneto-optical effects, and is a phenomenon in which a plane of polarization rotates when linearly polarized light propagates in a transparent medium placed in a magnetic field in parallel with the magnetic field. Since the rotation direction of the polarization plane does not depend on the propagation direction of the linearly polarized light, the polarization plane of the laser light from the polarizer 3 and the polarization plane of the laser light from the solid-state laser rod 2-1 are rotated in the same direction. You. That is, by passing through the 45-degree Faraday optical rotator 5 twice on the outward path and the return path, the polarization plane of the laser light is rotated by a total of 90 degrees.
【００２４】７は、熱レンズ効果に起因して変化したレ
ーザ光の広がり角を補償する凹レンズ（熱レンズ補償手
段）である。一般に、固体レーザロッド２−１，２−２
は励起光の吸収により発熱するため、側面部から冷却さ
れる。側面部を冷却するため、側面部では温度が低くな
るが固体レーザロッド２−１，２−２の断面の中央部で
は温度が高くなる。そして固体レーザロッド２−１，２
−２の断面における温度差に起因して屈折率の差が生じ
る。したがって、Ｎｄ：ＹＡＧのような等方性媒質で固
体レーザロッド２−１，２−２が構成されている場合に
は、固体レーザロッド２−１，２−２がレーザ光に対し
て凸レンズとして働く。すなわち、熱レンズ効果が生じ
る。したがって、光軸上に熱レンズ補償手段としての凹
レンズや凸レンズ（実施の形態１においては凹レンズ
７）を配置してレーザ光の広がりを補償する。Numeral 7 is a concave lens (thermal lens compensating means) for compensating for the divergence angle of the laser beam changed due to the thermal lens effect. Generally, solid-state laser rods 2-1 and 2-2
Generates heat by absorbing the excitation light, and is cooled from the side surface. To cool the side surface, the temperature decreases at the side surface, but increases at the center of the cross section of the solid-state laser rods 2-1 and 2-2. Then, the solid-state laser rods 2-1 and 2-2
The difference in the refractive index occurs due to the temperature difference in the section of −2. Therefore, when the solid-state laser rods 2-1 and 2-2 are formed of an isotropic medium such as Nd: YAG, the solid-state laser rods 2-1 and 2-2 serve as convex lenses for laser light. work. That is, a thermal lens effect occurs. Therefore, a concave lens or a convex lens (concave lens 7 in the first embodiment) as a thermal lens compensating means is arranged on the optical axis to compensate for the spread of the laser light.
【００２５】６は、レーザ光の偏光面を９０度回転させ
て、熱レンズ効果の方向依存性に起因する非点収差を低
減する９０度旋光子（９０度旋光手段）である。レーザ
光が固体レーザロッド２−１，２−２を通過する際、固
体レーザロッド２−１，２−２の断面において、径方向
と周方向とで熱レンズ効果に違いが生じるが、９０度旋
光子６により偏光面が９０度だけ回転されると、一方の
固体レーザロッド２−１と、他方の固体レーザロッド２
−２とにおいて、レーザ光が熱レンズ効果を受ける方向
（径方向または周方向）が入れ換わるので、２つの固体
レーザロッド２−１，２−２を通過すると熱レンズ効果
の方向依存性が低減され、非点収差が低減される。８
は、レーザ光の進行方向を反転する全反射鏡（反射手
段）である。Reference numeral 6 denotes a 90-degree optical rotator (a 90-degree optical rotation unit) that rotates the polarization plane of the laser beam by 90 degrees to reduce astigmatism caused by the direction dependence of the thermal lens effect. When the laser beam passes through the solid-state laser rods 2-1 and 2-2, a difference occurs in the thermal lens effect between the radial direction and the circumferential direction in the cross section of the solid-state laser rods 2-1 and 2-2. When the polarization plane is rotated by 90 degrees by the optical rotator 6, one solid-state laser rod 2-1 and the other solid-state laser rod 2
-2, the direction (radial direction or circumferential direction) in which the laser beam receives the thermal lens effect is switched, so that when the laser beam passes through the two solid-state laser rods 2-1 and 2-2, the direction dependence of the thermal lens effect is reduced. And astigmatism is reduced. 8
Is a total reflection mirror (reflection means) for reversing the traveling direction of the laser light.
【００２６】次に動作について説明する。図２は実施の
形態１による往復型光増幅器におけるレーザ光の光径の
変化の一例を示す図である。なお、図２の横軸は光軸上
の距離を表し、縦軸はレーザ光の光径を表し、縦線は光
軸上における各構成要素の位置を示すものである。Next, the operation will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a change in the optical diameter of laser light in the reciprocating optical amplifier according to the first embodiment. In FIG. 2, the horizontal axis represents the distance on the optical axis, the vertical axis represents the diameter of the laser beam, and the vertical line represents the position of each component on the optical axis.
【００２７】直線偏光のレーザ光である入力光１１が図
示せぬ発振器から偏光子３に入射する。そのレーザ光は
偏光子３を透過して４５度ファラデー旋光器５に入射す
る。４５度ファラデー旋光器５は、そのレーザ光の偏光
面を所定の方向に４５度回転させ、そのレーザ光は固体
レーザロッド２−１に入射する。The input light 11, which is a linearly polarized laser light, enters the polarizer 3 from an oscillator (not shown). The laser light passes through the polarizer 3 and enters the 45-degree Faraday rotator 5. The 45-degree Faraday optical rotator 5 rotates the polarization plane of the laser light by 45 degrees in a predetermined direction, and the laser light enters the solid-state laser rod 2-1.
【００２８】固体レーザロッド２−１に入射したレーザ
光は増幅される。今の場合、固体レーザロッド２−１，
２−２がＮｄ：ＹＡＧで構成されているので、固体レー
ザロッド２−１から出射する増幅後のレーザ光は熱レン
ズ効果により収束光線になるが、凹レンズ７によりその
広がり角が補償される。さらに、９０度旋光子６により
偏光面が９０度回転された後、レーザ光は固体レーザロ
ッド２−２に入射する。９０度旋光子６により偏光面が
９０度回転されることにより、熱レンズ効果の方向依存
性が低減され、非点収差が低減される。The laser light incident on the solid-state laser rod 2-1 is amplified. In this case, the solid-state laser rod 2-1,
Since 2-2 is composed of Nd: YAG, the amplified laser light emitted from the solid-state laser rod 2-1 becomes a convergent ray due to the thermal lens effect, but its divergence angle is compensated by the concave lens 7. Further, after the polarization plane is rotated by 90 degrees by the 90-degree optical rotator 6, the laser light enters the solid-state laser rod 2-2. When the polarization plane is rotated by 90 degrees by the 90-degree optical rotator 6, the direction dependency of the thermal lens effect is reduced, and astigmatism is reduced.
【００２９】固体レーザロッド２−２では、レーザ光が
さらに増幅されて出射し、全反射鏡８で反射され、復路
のレーザ光になる。そして、その復路のレーザ光は、固
体レーザロッド２−２、９０度旋光子６、凹レンズ７、
および固体レーザロッド２−１を介して往路と同様に増
幅され、４５度ファラデー旋光器５に入射する。そして
４５度ファラデー旋光器５は、そのレーザ光の偏光面を
往路と同一方向に４５度回転させ、そのレーザ光は入力
光とは９０度だけ異なる偏光面で偏光子３に入射する。
偏光子３はそのレーザ光を反射し、出力光１２として出
射させる。In the solid-state laser rod 2-2, the laser light is further amplified and emitted, reflected by the total reflection mirror 8, and becomes the return laser light. Then, the laser light on the return path includes a solid-state laser rod 2-2, a 90-degree optical rotator 6, a concave lens 7,
The light is amplified in the same way as the outward path via the solid-state laser rod 2-1 and enters the 45-degree Faraday optical rotator 5. Then, the 45-degree Faraday optical rotator 5 rotates the polarization plane of the laser light by 45 degrees in the same direction as the outward path, and the laser light enters the polarizer 3 with a polarization plane different from the input light by 90 degrees.
The polarizer 3 reflects the laser light and emits it as output light 12.
【００３０】ここで、往路のレーザ光が平行光線として
全反射鏡８で反射されるため、図２に示すように、復路
のレーザ光は往路のレーザ光と同一の軌跡で逆方向に進
行していくとともに同一の熱レンズ効果を受けるので、
すなわち、熱レンズ効果を含めた復路の光学系と往路の
光学系とがレーザ光に対して対称なものになるので、固
体レーザロッド２−２、９０度旋光子６、凹レンズ７、
および固体レーザロッド２−１を介した後では、レーザ
光の径および波面の広がりが、元の（往路の）レーザ光
と同一のものに戻る。これによりレーザ光の非点収差お
よび波面収差の発生が抑制され、レーザ光が高い割合で
偏光子３により反射され、出力光１２として出射され
る。すなわち、図２に示すように、全反射鏡８を中心に
してレーザ光の収差の変化が対称になり、出力光１２に
おいては非点収差および波面収差がほとんどゼロに抑制
される。Here, since the outgoing laser beam is reflected by the total reflection mirror 8 as a parallel beam, as shown in FIG. 2, the backward laser beam travels in the opposite direction along the same trajectory as the outgoing laser beam. The same thermal lens effect as
That is, the optical system on the return path including the thermal lens effect and the optical system on the outward path are symmetrical with respect to the laser light, so that the solid-state laser rod 2-2, the 90-degree optical rotator 6, the concave lens 7,
After passing through the solid-state laser rod 2-1, the diameter of the laser light and the spread of the wavefront return to the same as the original (outgoing) laser light. As a result, generation of astigmatism and wavefront aberration of the laser light is suppressed, and the laser light is reflected by the polarizer 3 at a high rate and emitted as output light 12. That is, as shown in FIG. 2, the change in the aberration of the laser beam becomes symmetrical about the total reflection mirror 8, and the astigmatism and the wavefront aberration of the output light 12 are suppressed to almost zero.
【００３１】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、全反射鏡８で平行光線であるレーザ光を往路から復
路へと折り返すとともに、４５度ファラデー旋光器５に
よりレーザ光の偏光面を合計で９０度回転させるように
したので、熱レンズ効果を含めた復路の光学系と往路の
光学系とがレーザ光に対して対称なものになり、非点収
差および波面収差がほとんどゼロに抑制されるという効
果が得られる。As described above, according to the first embodiment, the laser beam, which is a parallel light beam, is folded back from the outward path to the return path by the total reflection mirror 8 and the polarization plane of the laser light is changed by the 45-degree Faraday optical rotator 5. Rotation by 90 degrees in total makes the return optical system including the thermal lens effect and the outward optical system symmetrical with respect to the laser beam, and astigmatism and wavefront aberration are suppressed to almost zero. Is obtained.
【００３２】さらに、これらの収差が抑制されることに
より、装置の増幅率が良好になるとともに、出力光１２
を有効に利用することができ、レーザ光が偏光子３を透
過して、入力光１１を発振する発振器に入射することに
起因して動作が不安定になり、入力光１１ひいては出力
光１２が不安定になる可能性を低減することができると
ともに、発振器自体が故障する可能性を低減することが
できる。Further, by suppressing these aberrations, the amplification factor of the device becomes good and the output light 12
Can be effectively used, and the operation becomes unstable due to the laser light passing through the polarizer 3 and being incident on the oscillator that oscillates the input light 11, and the input light 11 and thus the output light 12 The possibility of instability can be reduced, and the possibility of the oscillator itself failing can be reduced.
【００３３】なお、励起が均一な固体レーザロッド２−
１，２−２を使用して波面収差の発生を抑制することが
できる場合には、熱レンズ効果を球面レンズだけで補償
することができる。したがって、この場合においてはレ
ーザ光の散逸を極めて小さくすることができ、装置の増
幅率をより良好にすることができる。A solid laser rod 2 having uniform excitation
When the occurrence of wavefront aberration can be suppressed by using 1 and 2-2, the thermal lens effect can be compensated only by the spherical lens. Therefore, in this case, the dissipation of the laser beam can be extremely reduced, and the amplification factor of the device can be further improved.
【００３４】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２による往復型光増幅器を示す構成図である。この
実施の形態２による往復型光増幅器は、実施の形態１に
よる往復型光増幅器の熱レンズ補償手段としての凹レン
ズ７の代わりに、２つの凹レンズ７−１，７−２を設け
たものである。実施の形態２（図３）におけるその他の
構成要素は、実施の形態１（図１）におけるものと同様
であるので、その説明を省略する。Embodiment 2 FIG. 3 is a configuration diagram showing a reciprocating optical amplifier according to Embodiment 2 of the present invention. In the reciprocating optical amplifier according to the second embodiment, two concave lenses 7-1 and 7-2 are provided instead of the concave lens 7 as the thermal lens compensating means of the reciprocating optical amplifier according to the first embodiment. . The other components in the second embodiment (FIG. 3) are the same as those in the first embodiment (FIG. 1), and a description thereof will not be repeated.
【００３５】図３において、７−１は、４５度ファラデ
ー旋光器５と固体レーザロッド２−１との間に配置され
た所定の焦点距離の凹レンズ（熱レンズ補償手段）であ
り、７−２は、固体レーザロッド２−２と全反射鏡８と
の間に配置された、凹レンズ７−１と同一の焦点距離の
凹レンズ（熱レンズ補償手段）である。In FIG. 3, reference numeral 7-1 denotes a concave lens (thermal lens compensating means) having a predetermined focal length disposed between the 45-degree Faraday rotator 5 and the solid-state laser rod 2-1. Is a concave lens (thermal lens compensating means) disposed between the solid-state laser rod 2-2 and the total reflection mirror 8 and having the same focal length as the concave lens 7-1.
【００３６】次に動作について説明する。図４は実施の
形態２による往復型光増幅器におけるレーザ光の光径の
変化の一例を示す図である。なお、図４の横軸は光軸上
の距離を表し、縦軸はレーザ光の光径を表し、縦線は光
軸上における各構成要素の位置を示すものである。Next, the operation will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a change in the light diameter of laser light in the reciprocating optical amplifier according to the second embodiment. In FIG. 4, the horizontal axis represents the distance on the optical axis, the vertical axis represents the diameter of the laser beam, and the vertical line represents the position of each component on the optical axis.
【００３７】この実施の形態２においては、図４に示す
ように、凹レンズ７−１でレーザ光の広がり角が大きく
なり、固体レーザロッド２−１，２−２で広がり角が小
さくなってレーザ光線が収束光線になるが、凹レンズ７
−２で広がり角が大きくなり、レーザ光線が元の平行光
線になる。そして、復路においても往路と同様に熱レン
ズ効果が凹レンズ７−１，７−２により補償される。In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the divergence angle of the laser light is increased by the concave lens 7-1, and the divergence angle is reduced by the solid-state laser rods 2-1 and 2-2. Although the light beam becomes a convergent light beam, the concave lens 7
At -2, the divergence angle increases, and the laser beam becomes the original parallel beam. Then, also on the return path, the thermal lens effect is compensated for by the concave lenses 7-1 and 7-2 as in the forward path.
【００３８】ただし、このようにしても凹レンズ７−
１，７−２だけでは非点収差や波面収差は完全には抑制
されず、実施の形態１と同様に他の構成要素が必要であ
る。なお、その他の構成要素の機能は実施の形態１のも
のと同様であるので、その説明を省略する。However, the concave lens 7-
Astigmatism and wavefront aberration are not completely suppressed by only 1, 7-2, and other components are required as in the first embodiment. Note that the functions of the other components are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【００３９】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、実施の形態１と同様の効果が得られる他、熱レンズ
補償手段として２つの凹レンズ７−１，７−２を設ける
ようにしたので、球面レンズの製造上の理由により発生
するレンズ外周部分での非球面収差を抑制することがで
きるという効果が得られる。As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and two concave lenses 7-1 and 7-2 are provided as thermal lens compensating means. Therefore, an effect is obtained that aspherical aberration at the outer peripheral portion of the lens, which is generated due to manufacturing reasons of the spherical lens, can be suppressed.
【００４０】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３による往復型光増幅器を示す構成図である。この
実施の形態３による往復型光増幅器は、実施の形態１に
よる往復型光増幅器の熱レンズ補償手段としての凹レン
ズ７の代わりに、２つの凸レンズ７−３，７−４を設け
たものである。実施の形態３（図５）におけるその他の
構成要素は、実施の形態１（図１）におけるものと同様
であるので、その説明を省略する。Embodiment 3 FIG. 5 is a configuration diagram showing a reciprocating optical amplifier according to Embodiment 3 of the present invention. In the reciprocating optical amplifier according to the third embodiment, two convex lenses 7-3 and 7-4 are provided instead of the concave lens 7 as the thermal lens compensating means of the reciprocating optical amplifier according to the first embodiment. . Other components in the third embodiment (FIG. 5) are the same as those in the first embodiment (FIG. 1), and a description thereof will not be repeated.
【００４１】図５において、７−３は、固体レーザロッ
ド２−１と９０度旋光子６との間に配置された所定の焦
点距離の凸レンズ（熱レンズ補償手段）であり、７−４
は、９０度旋光子６と固体レーザロッド２−２との間に
配置された、凸レンズ７−３と同一の焦点距離の凸レン
ズ（熱レンズ補償手段）である。なお、２つの凸レンズ
７−３，７−４は、２つの固体レーザロッド２−１，２
−２の対向する端面２１，２２の一方の像を他方の端面
に互いに転写するように配置されており、２つの凸レン
ズ７−３，７−４および２つの固体レーザロッド２−
１，２−２の熱レンズ効果がいわゆる像転写系を構成し
ている。In FIG. 5, reference numeral 7-3 denotes a convex lens (thermal lens compensating means) having a predetermined focal length disposed between the solid-state laser rod 2-1 and the 90-degree optical rotator 6.
Is a convex lens (thermal lens compensating means) disposed between the 90-degree optical rotator 6 and the solid-state laser rod 2-2 and having the same focal length as the convex lens 7-3. The two convex lenses 7-3 and 7-4 are connected to the two solid-state laser rods 2-1 and 2-2.
2 are arranged so as to transfer one image of the opposite end faces 21 and 22 to the other end face, and include two convex lenses 7-3 and 7-4 and two solid-state laser rods 2-.
The thermal lens effects 1 and 2 constitute a so-called image transfer system.
【００４２】次に動作について説明する。図６は実施の
形態３による往復型光増幅器におけるレーザ光の光径の
変化の一例を示す図である。なお、図６の横軸は光軸上
の距離を表し、縦軸はレーザ光の光径を表し、縦線は光
軸上における各構成要素の位置を示すものである。Next, the operation will be described. FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in the light diameter of laser light in the reciprocating optical amplifier according to the third embodiment. In FIG. 6, the horizontal axis represents the distance on the optical axis, the vertical axis represents the diameter of the laser beam, and the vertical line represents the position of each component on the optical axis.
【００４３】この実施の形態３においては、図６に示す
ように、固体レーザロッド２−１でレーザ光の広がり角
が所定の角度だけ小さくなってレーザ光線が収束光線に
なるが、凸レンズ７−３，７−４でレーザ光線の広がり
角の正負が反転される。そして、固体レーザロッド２−
２でレーザ光の広がり角が、固体レーザロッド２−１に
より広がり角の変化分だけ小さくなるので、結局レーザ
光は元の平行光線になる。そして、復路においても往路
と同様に熱レンズ効果が凸レンズ７−３，７−４により
補償される。In the third embodiment, as shown in FIG. 6, the spread angle of the laser beam is reduced by a predetermined angle by the solid-state laser rod 2-1 so that the laser beam becomes a convergent beam. The sign of the spread angle of the laser beam is inverted at 3, 7-4. And solid laser rod 2-
2, the spread angle of the laser beam is reduced by the change in the spread angle by the solid-state laser rod 2-1, so that the laser beam eventually becomes the original parallel light beam. Then, also on the return path, the thermal lens effect is compensated for by the convex lenses 7-3 and 7-4 as in the forward path.
【００４４】ただし、このようにしても凸レンズ７−
３，７−４だけでは非点収差や波面収差は完全には抑制
されず、実施の形態１と同様に他の構成要素が必要であ
る。なお、その他の構成要素の機能は実施の形態１のも
のと同様であるので、その説明を省略する。However, the convex lens 7-
With only 3, 7-4, astigmatism and wavefront aberration are not completely suppressed, and other components are required as in the first embodiment. Note that the functions of the other components are the same as those of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【００４５】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、実施の形態１と同様の効果が得られる他、熱レンズ
補償手段として２つの凸レンズ７−３，７−４を設ける
ようにしたので、球面レンズの製造上の理由により発生
するレンズ外周部分での非球面収差を抑制することがで
きるという効果が得られる。As described above, according to the third embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and two convex lenses 7-3 and 7-4 are provided as thermal lens compensating means. Therefore, an effect is obtained that aspherical aberration at the outer peripheral portion of the lens, which is generated due to manufacturing reasons of the spherical lens, can be suppressed.
【００４６】なお、上記実施の形態１から実施の形態３
においては、入力光１１が偏光子３を透過し、出力光１
２が偏光子３で反射して出射されるようになされている
が、入力光１１が偏光子３で反射し、出力光１２が偏光
子３を透過して出射されるようにしてもよい。It should be noted that the first to third embodiments are used.
In, the input light 11 passes through the polarizer 3 and the output light 1
Although the light 2 is reflected by the polarizer 3 and emitted, the input light 11 may be reflected by the polarizer 3 and the output light 12 may be transmitted through the polarizer 3 and emitted.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、入力
光であるレーザ光を透過させるとともに、入力光とは偏
光方向が異なる増幅後のレーザ光を出力光として反射す
る偏光手段と、レーザ光の光軸上にそれぞれ配置され、
レーザ光を増幅する２つの光増幅手段と、偏光手段と一
方の光増幅手段との間でレーザ光の光軸上に配置され、
レーザ光の偏光面を一定方向に４５度だけ回転させる４
５度旋光手段と、２つの光増幅手段の間でレーザ光の光
軸上に配置され、レーザ光の偏光面を９０度だけ回転さ
せる９０度旋光手段と、レーザ光の光軸上に配置され、
光増幅手段における熱レンズ効果を補償する熱レンズ補
償手段と、レーザ光の光軸上に配置され、他方の光増幅
手段からのレーザ光を反射し、他方の光増幅手段に入射
させる反射手段とを備えるように構成したので、熱レン
ズ効果を含めた復路の光学系と往路の光学系とがレーザ
光に対して対称なものになり、非点収差および波面収差
がほとんどゼロに抑制されるという効果がある。As described above, according to the present invention, a polarizing means for transmitting laser light as input light and reflecting, as output light, amplified laser light having a polarization direction different from that of the input light, Each is arranged on the optical axis of the laser light,
Two optical amplifying means for amplifying the laser light, disposed on the optical axis of the laser light between the polarizing means and one of the optical amplifying means,
Rotate the polarization plane of the laser beam by 45 degrees in a certain direction 4
A 5-degree optical rotation unit, a 90-degree optical rotation unit disposed on the optical axis of the laser light between the two optical amplifying units, and rotating the polarization plane of the laser light by 90 degrees; and a 90-degree optical rotation unit disposed on the optical axis of the laser light. ,
A thermal lens compensating means for compensating for a thermal lens effect in the optical amplifying means, and a reflecting means arranged on the optical axis of the laser light, reflecting the laser light from the other optical amplifying means and making the laser light incident on the other optical amplifying means. The optical system on the return path including the thermal lens effect and the optical system on the outward path are symmetrical with respect to the laser beam, and astigmatism and wavefront aberration are suppressed to almost zero. effective.
【００４８】この発明によれば、２つの光増幅手段の外
側に配置された焦点距離の同一な２つの凹レンズを熱レ
ンズ補償手段とするか、あるいは、２つの光増幅手段の
対向する端面の一方の像を他方の端面に互いに転写する
２つの凸レンズを熱レンズ補償手段とするように構成し
たので、球面レンズの製造上の理由により発生するレン
ズ外周部分での非球面収差を抑制することができるとい
う効果がある。According to the present invention, two concave lenses having the same focal length disposed outside the two optical amplifying means are used as thermal lens compensating means, or one of the opposed end faces of the two optical amplifying means. Are formed as thermal lens compensating means for transferring the two images to each other on the other end surface, so that aspherical aberration at the outer peripheral portion of the lens, which occurs due to manufacturing reasons of the spherical lens, can be suppressed. This has the effect.
【図１】 この発明の実施の形態１による往復型光増幅
器を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a reciprocating optical amplifier according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 実施の形態１による往復型光増幅器における
レーザ光の光径の変化の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a change in the light diameter of laser light in the reciprocating optical amplifier according to the first embodiment.
【図３】 この発明の実施の形態２による往復型光増幅
器を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a reciprocating optical amplifier according to a second embodiment of the present invention;
【図４】 実施の形態２による往復型光増幅器における
レーザ光の光径の変化の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a change in the light diameter of laser light in a reciprocating optical amplifier according to a second embodiment.
【図５】 この発明の実施の形態３による往復型光増幅
器を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a reciprocating optical amplifier according to Embodiment 3 of the present invention.
【図６】 実施の形態３による往復型光増幅器における
レーザ光の光径の変化の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a change in the light diameter of laser light in the reciprocating optical amplifier according to the third embodiment.
【図７】 従来の往復型光増幅器の一例を示す構成図で
ある。FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional round-trip optical amplifier.
【図８】 従来の往復型光増幅器におけるレーザ光の光
径の変化の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a change in the optical diameter of laser light in a conventional reciprocating optical amplifier.
１ 往復型光増幅器、２−１，２−２ 固体レーザロッ
ド（光増幅手段）、３偏光子（偏光手段）、５ ４５度
ファラデー旋光器（４５度旋光手段）、６９０度旋光子
（９０度旋光手段）、７，７−１，７−２ 凹レンズ
（熱レンズ補償手段）、７−３，７−４ 凸レンズ（熱
レンズ補償手段）、８ 全反射鏡（反射手段）、１１
入力光、１２ 出力光。1 reciprocating optical amplifier, 2-1 and 2-2 solid-state laser rods (optical amplification means), 3 polarizers (polarization means), 545 degree Faraday optical rotator (45 degree optical rotation means), 690 degree optical rotator (90 degree 7, 7-1, 7-2 concave lens (thermal lens compensating means), 7-3, 7-4 convex lens (thermal lens compensating means), 8 total reflection mirror (reflecting means), 11
Input light, 12 output light.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 嘉仁 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F072 AB02 AK01 KK01 KK18 KK30 YY17 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yoshihito Hirano 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term (reference) 5F072 AB02 AK01 KK01 KK18 KK30 YY17
Claims (4)
入力光を増幅して出力光として出力する往復型光増幅器
において、 前記入力光であるレーザ光を透過させるとともに、前記
入力光とは偏光方向が異なる増幅後のレーザ光を前記出
力光として反射する偏光手段と、 前記レーザ光の光軸上にそれぞれ配置され、前記レーザ
光を増幅する２つの光増幅手段と、 前記偏光手段と一方の前記光増幅手段との間で前記レー
ザ光の光軸上に配置され、前記レーザ光の偏光面を一定
方向に４５度だけ回転させる４５度旋光手段と、 前記２つの光増幅手段の間で前記レーザ光の光軸上に配
置され、前記レーザ光の偏光面を９０度だけ回転させる
９０度旋光手段と、 前記レーザ光の光軸上に配置され、前記光増幅手段にお
ける熱レンズ効果を補償する熱レンズ補償手段と、 前記レーザ光の光軸上に配置され、他方の前記光増幅手
段からの前記レーザ光を反射し、前記他方の光増幅手段
に入射させる反射手段とを備えることを特徴とする往復
型光増幅器。1. A reciprocating optical amplifier that receives linearly polarized laser light as input light, amplifies the input light, and outputs the amplified light as output light, wherein the input light is transmitted through the laser light. A polarizing means for reflecting the amplified laser light having a different polarization direction as the output light; two light amplifying means arranged on the optical axis of the laser light to amplify the laser light; and one of the polarizing means A 45-degree optical rotation unit disposed on the optical axis of the laser beam between the two optical amplification units, and rotating the polarization plane of the laser beam by 45 degrees in a certain direction; A 90-degree optical rotation unit disposed on the optical axis of the laser beam and rotating the polarization plane of the laser beam by 90 degrees; and a thermal lens effect in the optical amplification unit disposed on the optical axis of the laser beam. Heat Noise compensating means, and reflecting means disposed on the optical axis of the laser light, reflecting the laser light from the other light amplifying means, and making the laser light incident on the other light amplifying means. Reciprocating optical amplifier.
の間に配置された凹レンズであることを特徴とする請求
項１記載の往復型光増幅器。2. The reciprocating optical amplifier according to claim 1, wherein the thermal lens compensating means is a concave lens disposed between the two optical amplifying means.
の外側に配置された焦点距離の同一な２つの凹レンズで
あることを特徴とする請求項１記載の往復型光増幅器。3. The reciprocating optical amplifier according to claim 1, wherein the thermal lens compensating means is two concave lenses having the same focal length and disposed outside the two optical amplifying means.
の対向する端面の一方の像を他方の端面に互いに転写す
る２つの凸レンズであることを特徴とする請求項１記載
の往復型光増幅器。4. The reciprocating light according to claim 1, wherein the thermal lens compensating means is two convex lenses for transferring one image of the opposite end faces of the two optical amplifying means to the other end face. amplifier.
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