JP2002062553A - 光パルス圧縮法及びその装置 - Google Patents
光パルス圧縮法及びその装置Info
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- JP2002062553A JP2002062553A JP2000245835A JP2000245835A JP2002062553A JP 2002062553 A JP2002062553 A JP 2002062553A JP 2000245835 A JP2000245835 A JP 2000245835A JP 2000245835 A JP2000245835 A JP 2000245835A JP 2002062553 A JP2002062553 A JP 2002062553A
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モードロックレーザーおよび分布帰還型レー
ザーはそれぞれ強力な連続光励起光源あるいは短パルス
励起のための別個のモードロックレーザー光を必要とし
非常に高価である。また、その出力は基本的にパルス列
であるため、単一パルスを取り出してもその前後に無視
できない強度の光を伴うことが多く（図１参照）、短パ
ルスの主部と前部の比を大きく取ることができないとい
う欠点があった。 【解決手段】 先端部を急峻化したレーザーパルスを広
い増幅利得周波数帯域を持つレーザーで飽和増幅するこ
とにより、新たな短パルス生成法を実現した。
ザーはそれぞれ強力な連続光励起光源あるいは短パルス
励起のための別個のモードロックレーザー光を必要とし
非常に高価である。また、その出力は基本的にパルス列
であるため、単一パルスを取り出してもその前後に無視
できない強度の光を伴うことが多く（図１参照）、短パ
ルスの主部と前部の比を大きく取ることができないとい
う欠点があった。 【解決手段】 先端部を急峻化したレーザーパルスを広
い増幅利得周波数帯域を持つレーザーで飽和増幅するこ
とにより、新たな短パルス生成法を実現した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、パルス幅の短い
パルスレーザー光（短パルスレーザ光）の生成技術に関
し、安価な短パルスレーザー加工装置、感度の高い計測
装置の構成に関する。
パルスレーザー光（短パルスレーザ光）の生成技術に関
し、安価な短パルスレーザー加工装置、感度の高い計測
装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】 短パルスレーザー光源として、モード
ロックレーザーおよび分布帰還型レーザーなどが従来よ
り広く用いられてきた。
ロックレーザーおよび分布帰還型レーザーなどが従来よ
り広く用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、上記
モードロックレーザーおよび分布帰還型レーザーは、そ
れぞれ強力な連続光励起光源あるいは短パルス励起のた
めの別個のモードロックレーザー光を必要とし、非常に
高価である。また、その出力は、基本的にパルス列であ
るため、単一パルスを取り出しても、その前後に無視で
きない強度の光を伴うことが多く（図１参照）、短パル
スの主部と前部の比を大きく取ることができないという
欠点があった。この前部の光強度の抑制技術は現在も重
要な研究課題となっている。一方、図２(a)に示すよう
に、通常のレーザー出力を飽和増幅しても、図２(b)に
示すように、そのピークがパルス前部に移動するだけで
パルス幅は変化しない。
モードロックレーザーおよび分布帰還型レーザーは、そ
れぞれ強力な連続光励起光源あるいは短パルス励起のた
めの別個のモードロックレーザー光を必要とし、非常に
高価である。また、その出力は、基本的にパルス列であ
るため、単一パルスを取り出しても、その前後に無視で
きない強度の光を伴うことが多く（図１参照）、短パル
スの主部と前部の比を大きく取ることができないという
欠点があった。この前部の光強度の抑制技術は現在も重
要な研究課題となっている。一方、図２(a)に示すよう
に、通常のレーザー出力を飽和増幅しても、図２(b)に
示すように、そのピークがパルス前部に移動するだけで
パルス幅は変化しない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】 上記従来の課題を解決
するため、本願発明は、先端部を急峻化したレーザーパ
ルスを広い増幅利得周波数帯域を持つレーザーで飽和増
幅することにより、新たな短パルスを実現した。
するため、本願発明は、先端部を急峻化したレーザーパ
ルスを広い増幅利得周波数帯域を持つレーザーで飽和増
幅することにより、新たな短パルスを実現した。
【０００５】
【作用】 図３(a)に示されるような、種レーザー光で
ある長パルスの先端部を誘導ブリルアン散乱を用いて急
峻化し、図３(b)に示されるような、強度が極めて低い
レベルから立ち上がるレーザーパルスを形成する。この
パルスを広い増幅利得周波数帯域を持つガスレーザーを
用いて強飽和増幅することによって、図３(c)に示され
るような短パルスが先頭部分に形成される。この部分の
パルス幅は原理的に増幅の利得長積を増大させた極限に
おいてはその利得帯域に相当する短パルスを形成し、誘
導ブリルアン散乱の反応時定数には依存しない。このよ
うな著しい波形変形を伴う飽和増幅を実現するために
は、媒質の損傷が問題にならない広い増幅利得周波数帯
域を持つガスレーザー用いる必要がある。種レーザー光
のパルス前部と主部の強度比が高いため、短パルス形成
後も高いコントラストは保持されている。
ある長パルスの先端部を誘導ブリルアン散乱を用いて急
峻化し、図３(b)に示されるような、強度が極めて低い
レベルから立ち上がるレーザーパルスを形成する。この
パルスを広い増幅利得周波数帯域を持つガスレーザーを
用いて強飽和増幅することによって、図３(c)に示され
るような短パルスが先頭部分に形成される。この部分の
パルス幅は原理的に増幅の利得長積を増大させた極限に
おいてはその利得帯域に相当する短パルスを形成し、誘
導ブリルアン散乱の反応時定数には依存しない。このよ
うな著しい波形変形を伴う飽和増幅を実現するために
は、媒質の損傷が問題にならない広い増幅利得周波数帯
域を持つガスレーザー用いる必要がある。種レーザー光
のパルス前部と主部の強度比が高いため、短パルス形成
後も高いコントラストは保持されている。
【０００６】
【実施例】 図４は、本願発明の実施例として、飽和増
幅短パルスレーザー光発生装置の構成図を示す。図４に
おけるaから出力された長パルスレーザー出力を、立上
がり波形を制御する誘導ブリルアン散乱セルに入射す
る。これにより出力光の前部と主部の比率を10の10乗以
上に取ることが可能である。この出力光を広い増幅利得
周波数帯域を持つガスレーザー(図４におけるd)を用い
て強飽和増幅する。このレーザーとしてはKrFレーザー
であり、ガスレーザーであるため強飽和増幅によるレー
ザー増幅媒質の損傷の恐れは無い。また、利得帯域は50
fsのパルス幅に相当する。前部と主部の比率の高いパル
スを増幅することによって常にパルス先頭部分が高い利
得を受けるため、増幅の利得長積に対応しパルス幅が減
少する。
幅短パルスレーザー光発生装置の構成図を示す。図４に
おけるaから出力された長パルスレーザー出力を、立上
がり波形を制御する誘導ブリルアン散乱セルに入射す
る。これにより出力光の前部と主部の比率を10の10乗以
上に取ることが可能である。この出力光を広い増幅利得
周波数帯域を持つガスレーザー(図４におけるd)を用い
て強飽和増幅する。このレーザーとしてはKrFレーザー
であり、ガスレーザーであるため強飽和増幅によるレー
ザー増幅媒質の損傷の恐れは無い。また、利得帯域は50
fsのパルス幅に相当する。前部と主部の比率の高いパル
スを増幅することによって常にパルス先頭部分が高い利
得を受けるため、増幅の利得長積に対応しパルス幅が減
少する。
【０００７】 効果を確認するため、下記の条件で予備
的な実験を行った。実験条件は、以下のとおりである。 レーザー：KrFレーザー 誘導ブリルアン媒質：フロリナートFC-72*（*住友3M登
録商標） 集光レンズ：メニスカスレンズ、f=50mm 通常の放電励起KrFレーザー出力（エネルギー1mJ 、パ
ルス幅5ns）を集光レンズを用いて誘導ブリルアン媒質
中に入射する。出力ストークス光は、入射レーザー光の
強度がしきい値に到達すると生成を開始し、入射レーザ
ーと反対方向に伝搬する。この出力ストークス光のパル
ス主部と前部の強度比は10の9乗以上であった。この出
力を再びKrFレーザーを用いて飽和増幅すると先端部が
急峻化し短パルスが形成される。この手法により現在ま
でに数nsの長パルスから数psの短パルスを得ることがで
きた。
的な実験を行った。実験条件は、以下のとおりである。 レーザー：KrFレーザー 誘導ブリルアン媒質：フロリナートFC-72*（*住友3M登
録商標） 集光レンズ：メニスカスレンズ、f=50mm 通常の放電励起KrFレーザー出力（エネルギー1mJ 、パ
ルス幅5ns）を集光レンズを用いて誘導ブリルアン媒質
中に入射する。出力ストークス光は、入射レーザー光の
強度がしきい値に到達すると生成を開始し、入射レーザ
ーと反対方向に伝搬する。この出力ストークス光のパル
ス主部と前部の強度比は10の9乗以上であった。この出
力を再びKrFレーザーを用いて飽和増幅すると先端部が
急峻化し短パルスが形成される。この手法により現在ま
でに数nsの長パルスから数psの短パルスを得ることがで
きた。
【０００８】
【発明の効果】 本願発明は、非常に安価にしかもパル
ス主部に対してパルス前部強度の極めて低い短パルスレ
ーザー光源を得ることができるという効果を有する。
ス主部に対してパルス前部強度の極めて低い短パルスレ
ーザー光源を得ることができるという効果を有する。
【図１】 従来の短パルスレーザー光の模式図
【図２】 通常の飽和増幅によるパルス波形の変形図
【図３】 本願発明によるパルスの変形図
【図４】 本願発明よる短パルス発生装置の構成図
【符号の説明】 ａ レーザー発振器 ｂ 集光レンズ ｃ ブリルアンセル ｄ レーザー発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桑原 研爾 東京都港区三田１丁目11番45号 Ｆターム(参考） 2K002 AA04 AB30 AB33 HA24 HA30 5F072 AA06 JJ08 QQ05 QQ06 SS08 YY06 YY11
Claims (2)
- 【請求項１】 光パルス圧縮法において、種レーザー光
であるパルス幅の長いパルスの先端部を誘導ブリルアン
散乱により急峻化することにより、パルスの前部と主部
の強度比を著しく高くしたパルスを形成し、該形成され
たパルスを広い増幅利得周波数帯域を持つレーザー発振
器を用いて飽和増幅することにより、上記誘導ブリルア
ン散乱の反応時定数よりも短いパルス幅に光パルスを圧
縮する方法。 - 【請求項２】 種レーザー光であるパルス幅の長いパル
スを発信するレーザー発振器、該発振器からのパルスを
受けるブリルアンセル及び該セルからのパルスを受ける
広い増幅利得周波数帯域を持つレーザー発振器より成る
光パルス圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000245835A JP2002062553A (ja) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | 光パルス圧縮法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000245835A JP2002062553A (ja) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | 光パルス圧縮法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002062553A true JP2002062553A (ja) | 2002-02-28 |
Family
ID=18736281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000245835A Pending JP2002062553A (ja) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | 光パルス圧縮法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002062553A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004029713A1 (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-08 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 超短レーザーパルス発生方法及び装置 |
| US7688871B2 (en) | 2007-06-01 | 2010-03-30 | Japan Atomic Energy Agency | Method of increasing the contrast of a high-intensity laser |
| WO2021054401A1 (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | レーザ装置及びパルス幅変更方法 |
-
2000
- 2000-08-14 JP JP2000245835A patent/JP2002062553A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004029713A1 (ja) * | 2002-09-30 | 2004-04-08 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | 超短レーザーパルス発生方法及び装置 |
| US7688871B2 (en) | 2007-06-01 | 2010-03-30 | Japan Atomic Energy Agency | Method of increasing the contrast of a high-intensity laser |
| WO2021054401A1 (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | レーザ装置及びパルス幅変更方法 |
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