JP2005327857A - Laser device - Google Patents
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Description
本発明は、フェムト秒(fs=10−15秒)レベルの超短パルスのレーザ光を生成するレーザ装置に関し、特に、共振型増幅器とパス型増幅器を備えたレーザ装置に関する。 The present invention relates to a laser device that generates a laser beam having an ultrashort pulse of femtosecond (fs = 10 −15 seconds) level, and more particularly to a laser device including a resonance amplifier and a path amplifier.
図5を参照して従来のレーザ装置の例を説明する。レーザ装置は、シードレーザと称する短パルスのレーザ光を発生するシードレーザ光源10と、シードレーザ光源からのレーザ光を増幅する共振型レーザ増幅器(再生増幅器)20と、共振型レーザ増幅器20に励起用レーザ光を供給する励起用レーザ光源21と、共振型レーザ増幅器20によって増幅されたレーザ光を更に増幅するパス型レーザ増幅器(マルチパスアンプ)30と、パス型レーザ増幅器30に励起用レーザ光を供給する励起用レーザ光源31と、を有する。
An example of a conventional laser device will be described with reference to FIG. The laser apparatus includes a seed
共振型レーザ増幅器20は、レーザに共振を起こさせる共振器を有する。共振器は、レーザ光を反射させる2枚の反射面とその間に配置されたレーザ媒体を有する。レーザ光を2枚の反射面の間にて往復させると、その度に、レーザ光はレーザ媒体を通過し、指数関数的に増幅される。パス型レーザ増幅器30は、レーザ媒体を通過する単数の又は複数の光路(パス)を備える。レーザ光をパスに通過させると、その度に、レーザ光はレーザ媒体を通過し、増幅される。レーザ媒体として、チタンサファイア等が知られている。
The
こうして2つのレーザ増幅器20、30によってレーザ光は増幅され、フェムト秒(fs=10−15秒)レベルの超短パルスのレーザ光を得ることができる。
In this way, the laser light is amplified by the two
図6を参照して、レーザ装置の光学系を伝播するレーザ光の概要を説明する。レーザ装置は、複雑な光学系を有し、その構成は装置毎に異なる。従って、図6では、主要な光学要素のみを示す。尚、励起用レーザ光源21、31の図示は省略されている。
With reference to FIG. 6, the outline of the laser beam propagating through the optical system of the laser apparatus will be described. The laser device has a complicated optical system, and the configuration thereof is different for each device. Accordingly, only the main optical elements are shown in FIG. The excitation
本例では、シードレーザ光源10と共振型レーザ増幅器20の間に第1の反射戻り光防止装置41及び第1の偏光回転子43が設けられ、共振型レーザ増幅器20とパス型レーザ増幅器30の間に第2の反射戻り光防止装置42と第2の偏光回転子44が設けられている。第1の反射戻り光防止装置41はパルス制御機能を有し、シードレーザ光源10と共振型レーザ増幅器20の間に設けられている。
In this example, a first reflected return
シードレーザ光源10によって生成されたS偏光のレーザ光は、第1の偏光回転子43によってP偏光にされ、共振型レーザ増幅器20に導かれる。共振型レーザ増幅器20によって増幅されたP偏光のレーザ光は、第1の反射戻り光防止装置41によってS偏光にされ、第2の反射戻り光防止装置42に導かれる。第2の反射戻り光防止装置42に導かれたS偏光のレーザ光は、P偏光にされ、第2の偏光回転子44に導かれる。第2の偏光回転子44に導かれたP偏光のレーザ光は、S偏光にされ、パス型レーザ増幅器30に導かれる。パス型レーザ増幅器30によって増幅されたS偏光のレーザ光は出力として取り出される。
The S-polarized laser light generated by the seed
反射戻り光防止装置41、42は光アイソレータとも称され、光を一方向に導くが、反射戻り光が伝播することを阻止する。反射戻り光防止装置41、42は、また、偏光回転子の機能を有し、P偏光をS偏光に変換し、S偏光をP偏光に変換する。第1の反射戻り光防止装置41は、共振型レーザ増幅器20からのP偏光のレーザ光をS偏光のレーザ光に変換して、第2の反射戻り光防止装置42に導くが、破線にて示すように、シードレーザ光源10方向への反射戻り光が伝播することを阻止する。
The reflected return
第2の反射戻り光防止装置42は、第2の反射戻り光防止装置42からのS偏光のレーザ光をP偏光のレーザに変換して、第2の偏光回転子44に導くが、破線にて示すように、パス型レーザ増幅器30からの反射戻り光がシードレーザ光源10方向に伝播することを阻止する。
The second reflected return
従来のレーザ装置は、図6に示したように、レーザ増幅器を設ける毎に、反射戻り光防止装置を設ける。レーザ増幅器の数が増加すると、反射戻り光防止装置の数も増加し、構造が複雑となる。反射戻り光防止装置の数が増加すると偏光回転子の数も増加する。従って、構造が複雑となる。 As shown in FIG. 6, the conventional laser device is provided with a reflected return light prevention device each time a laser amplifier is provided. As the number of laser amplifiers increases, the number of reflected return light prevention devices also increases and the structure becomes complicated. As the number of reflected return light prevention devices increases, the number of polarization rotators also increases. Therefore, the structure becomes complicated.
本発明の目的は、共振型レーザ増幅器とパス型レーザ増幅器とを有する形式のレーザ装置において、光学系の構造を簡単化することにある。 An object of the present invention is to simplify the structure of an optical system in a laser apparatus of a type having a resonance type laser amplifier and a path type laser amplifier.
レーザ装置は、レーザ光を発生するレーザ光源と、該レーザ光源からのレーザ光を増幅する共振型レーザ増幅器と、該共振型レーザ増幅器によって増幅されたレーザ光を更に増幅するパス型レーザ増幅器と、上記レーザ光源と上記共振型レーザ増幅器の間に配置された第1の反射戻り光防止装置と、上記レーザ光源と上記第1の反射戻り光防止装置の間に設けられた第2の反射戻り光防止装置と、を有する。 The laser device includes a laser light source that generates laser light, a resonant laser amplifier that amplifies the laser light from the laser light source, a path laser amplifier that further amplifies the laser light amplified by the resonant laser amplifier, A first reflected return light preventing device disposed between the laser light source and the resonant laser amplifier; and a second reflected return light provided between the laser light source and the first reflected return light preventing device. And a prevention device.
本発明のレーザ装置によると、光学系の構造が簡単になる。 According to the laser device of the present invention, the structure of the optical system is simplified.
図1を参照して、本発明によるレーザ装置の例を説明する。図1には、本例のレーザ装置の主要な光学要素のみを示す。本例のレーザ装置は、シードレーザと称する短パルスのレーザ光を発生するシードレーザ光源10と、シードレーザ光源からのレーザ光を増幅する共振型レーザ増幅器(再生増幅器)20、共振型レーザ増幅器20によって増幅されたレーザ光を更に増幅するパス型レーザ増幅器(マルチパスアンプ)30と、を有し、シードレーザ光源10と共振型レーザ増幅器20の間に第1及び第2の反射戻り光防止装置41、42が設けられている。本例のレーザ装置を図6のレーザ装置を比較すると、本例のレーザ装置では、第2の反射戻り光防止装置42がシードレーザ光源10と第1の反射戻り光防止装置41の間に設けられ、2つの偏光回転子が除去されている点が異なる。
An example of a laser device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows only main optical elements of the laser apparatus of this example. The laser apparatus of this example includes a seed
第1の反射戻り光防止装置41はパルス制御機能を有し、シードレーザ光源10と共振型レーザ増幅器20の間に設けられている。第2の反射戻り光防止装置42をシードレーザ光源10と第1の反射戻り光防止装置41の間に設けることにより、2つの偏光回転子を除去することができる。従って、本例のレーザ装置は従来のレーザ装置と比較して、構成が簡単となる利点を有する。
The first reflected return
尚、図1では、共振型レーザ増幅器20用の励起用レーザ光源21とパス型レーザ増幅器30用の励起用レーザ光源31の図示は省略されている。
In FIG. 1, the pumping
シードレーザ光源10によって生成されたS偏光のレーザ光は、第2の反射戻り光防止装置42によってP偏光にされ、共振型レーザ増幅器20に導かれる。共振型レーザ増幅器20によって増幅されたP偏光のレーザ光は、第1の反射戻り光防止装置41によってS偏光にされ、パス型レーザ増幅器30に導かれる。パス型レーザ増幅器30によって増幅されたS偏光のレーザ光は出力として取り出される。
The S-polarized laser light generated by the seed
第1の反射戻り光防止装置41は、共振型レーザ増幅器20からのP偏光のレーザ光をS偏光のレーザ光に変換して、パス型レーザ増幅器30に導くが、破線にて示すように、第2の反射戻り光防止装置42及びシードレーザ光源10方向へ反射戻り光が伝播することを阻止する。
The first reflected return
第2の反射戻り光防止装置42は、シードレーザ光源10からのS偏光のレーザ光をP偏光のレーザに変換して、共振型レーザ増幅器20に導くが、破線にて示すように、パス型レーザ増幅器30からの反射戻り光がシードレーザ光源10方向に伝播することを阻止する。更に、第2の反射戻り光防止装置42は、破線にて示すように、第1の反射戻り光防止装置41からの反射戻り光がシードレーザ光源10へ伝播することを阻止する。
The second reflected return
図2を参照して、第1の反射戻り光防止装置41の構造及び機能を説明する。本例の反射戻り光防止装置は、第1の検光子201、ファラデー回転素子202、λ/2板203、及び、第2の検光子204を有する。検光子201、204は、S偏光とP偏光のうち一方のみを通過させる。本例では、第1の検光子201はP偏光を通過させるがS偏光を遮断し、第2の検光子204はS偏光を通過させるがP偏光を遮断する。
With reference to FIG. 2, the structure and function of the first reflected return
図2Aに示すように、反射戻り光防止装置に入射されたP偏光は、第1の検光子201を通過し、ファラデー回転素子202を通過することによって、偏光面が+45度回転し、λ/2板203を通過することによって更に、偏光面が+45度回転する。従って、λ/2板203からはS偏光が出射される。λ/2板203からのS偏光は、第2の検光子204を通過する。即ち、反射戻り光防止装置からS偏光が出射される。
As shown in FIG. 2A, the P-polarized light incident on the reflected return light preventing device passes through the
図2Bに示すように、反射戻り光のS偏光は、第2の検光子204を通過し、λ/2板203を通過することによって、偏光面が+45度回転するが、ファラデー回転素子202を通過することによって、偏光面が−45度回転する。従って、元のS偏光に戻る。ファラデー回転素子202からのS偏光は、第1の検光子201によって遮断される。
As shown in FIG. 2B, the S-polarized light of the reflected return light passes through the
図3を参照しては第2の反射戻り光防止装置42の構造及び機能を説明する。本例では、第1の検光子201はS偏光を通過させるがP偏光を遮断し、第2の検光子204はP偏光を通過させるがS偏光を遮断する。
With reference to FIG. 3, the structure and function of the second reflected return
図3Aに示すように、反射戻り光防止装置に入射されたS偏光は、第1の検光子201を通過し、ファラデー回転素子202を通過することによって、偏光面が+45度回転し、λ/2板203を通過することによって更に、偏光面が+45度回転する。従って、λ/2板203からはP偏光が出射される。λ/2板203からのP偏光は、第2の検光子204を通過する。即ち、反射戻り光防止装置からP偏光が出射される。
As shown in FIG. 3A, the S-polarized light incident on the reflected return light prevention device passes through the
図3Bに示すように、反射戻り光のP偏光は、第2の検光子204を通過し、λ/2板203を通過することによって、偏光面が+45度回転するが、ファラデー回転素子202を通過することによって、偏光面が−45度回転する。従って、元のP偏光に戻る。ファラデー回転素子202からのP偏光は、第1の検光子201によって遮断される。
As shown in FIG. 3B, the P-polarized light of the reflected return light passes through the
上述のように、反射戻り光防止装置は、(1)S偏光をP偏光へ変換し、又はP偏光をS偏光に変換する機能、(2)反射戻り光が通過することを阻止する機能、を有する。S偏光をP偏光へ変換する機能、と、P偏光をS偏光に変換する機能のいずれを提供するかは、検光子とλ/2板(偏光回転子)の回転角度を選択することにより決まる。 As described above, the reflected return light preventing device has (1) a function of converting S-polarized light into P-polarized light or a function of converting P-polarized light into S-polarized light, and (2) a function of preventing reflected return light from passing through, Have Whether to provide the function of converting S-polarized light to P-polarized light or the function of converting P-polarized light to S-polarized light is determined by selecting the rotation angle of the analyzer and the λ / 2 plate (polarization rotator). .
図4を参照してパス型レーザ光増幅器30の構成及び動作を説明する。パス型レーザ光増幅器30は、レーザ媒体301とレーザ光の光路(パス)を形成する複数の反射板302〜307を有する。これらの光路は、全て、レーザ媒体301を通過するように構成されている。
The configuration and operation of the path type laser
共振型レーザ増幅器20からのレーザ光は、反射板302〜307を次々と反射することにより、多数の光路を通過してから、出力される。レーザ光は、これらの光路を通過する毎に、レーザ媒体301を通過する。レーザ光はレーザ媒体301を通過する毎に増幅される。
The laser light from the
以上、本発明の例を説明したが、本発明は上述の例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内にて様々な変更が可能であることは当業者に理解されよう。 The example of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described example, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. Will be understood.
10…シードレーザ光源、20…共振型レーザ増幅器、21…励起用レーザ光源、30…パス型レーザ増幅器、31…励起用レーザ光源、41、42…反射戻り光防止装置、201…検光子、202…ファラデー回転素子、203…λ/2板、204…検光子、301…レーザ媒体、302〜307…反射板
DESCRIPTION OF
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004143769A JP2005327857A (en) | 2004-05-13 | 2004-05-13 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004143769A JP2005327857A (en) | 2004-05-13 | 2004-05-13 | Laser device |
Publications (1)
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Family
ID=35473960
Family Applications (1)
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JP2004143769A Pending JP2005327857A (en) | 2004-05-13 | 2004-05-13 | Laser device |
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JP (1) | JP2005327857A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3576231A2 (en) | 2018-05-30 | 2019-12-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser device |
EP3576232A2 (en) | 2018-05-30 | 2019-12-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser device |
-
2004
- 2004-05-13 JP JP2004143769A patent/JP2005327857A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3576232A2 (en) | 2018-05-30 | 2019-12-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser device |
US10777963B2 (en) | 2018-05-30 | 2020-09-15 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser device |
US11114810B2 (en) | 2018-05-30 | 2021-09-07 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser device |
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