JP2019212863A - 光吸収装置、及びレーザ装置 - Google Patents
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特許文献1に記載のレーザ光校正装置は、レーザ光発振器から出力されたレーザ光をセルに入射させ、セルを透過した光を吸収信号検出部で受光させる。このようなレーザ光校正装置では、吸収信号検出部から出力される信号に基づいてレーザ光の波長を校正することができる。
この特許文献1では、セルは円筒形状の光学ガラスにより構成され、セルの円筒の両端がレーザ光入出射窓となり、円筒内部により光反応部が構成される。この光反応部の円筒面の外周には、光反応部を加熱保温するためのヒータが設けられている。
また、光反応部には、細筒状のトラップ(コールドフィンガー部)が下方に向かって突設されており、校正用元素(ヨウ素等)が貯留される。そして、コールドフィンガー部には、導入ポートが設けられて熱電対等の温度センサが装着されており、コールドフィンガー部の外周には、コールドフィンガー部を加熱又は冷却するための温度調整装置が設けられている。
ここで、図5(A)(D)に示すように、比較的長いコールドフィンガー部612が形成される場合もあり、この場合、特許文献1に記載のような温度調整装置を装着することが可能となる。しかしながら、図5(B)(C)に示すように、コールドフィンガー部612の突出寸法が短くなる場合もある。この場合、特許文献1に記載のような、コールドフィンガー部612の温度を調整する温度調整装置を設けることができない。
このような本発明では、コールドフィンガー部は、壺部に充填された熱伝導グリースによって壺部との間で熱交換が可能となり、コールドフィンガー部の形状や長さによらず、温度調整部によって壺部の温度を調整することでコールドフィンガー部の温度を調整することができる。
本発明では、セル本体部を保持する閾値以上の熱伝導率の保持部を有し、当該保持部が壺部に連結されている。これにより、温度調整部の温度を調整することで、壺部から保持部に熱が伝達され、保持部に保持されるセル本体部の温度を調整できる。つまり、温度調整部を制御することで、コールドフィンガー部のみならず、セル本体部の温度も調整することができる。
このような構成では、載置部にセル本体部を載置した後、カバー部でセル本体部を覆うことで吸収セルを保持部に容易に設置することができる。また、セル本体部が載置台及びカバー部により囲われることで、セル本体部の温度を、セル本体部の外周全体から調整することができ、セル本体部内部の温度分布を一様にできる。
本発明では、載置台に壺部の開口と連通する貫通孔が設けられ、当該貫通孔にも熱伝導グリースが充填されている。このため、コールドフィンガー部の長さが短く、壺部まで到達しない場合でも、コールドフィンガー部が熱伝導グリースに接し、壺部とコールドフィンガー部との間で熱交換を行うことができる。
このようなレーザ装置では、コントローラーによって、例えば共振器長を制御したり、共振器や共振器内の各構成の温度を制御したりすることで、共振器から出力されるレーザ光の周波数を、光吸収装置により吸収される周波数に合わせることができる。また、光吸収装置では、上述したように、コールドフィンガー部の形状や長さによらず、コールドフィンガー部の温度を精度良く調整することができ、これにより、吸収セル内のガス濃度を精度良く調整できる。したがって、光吸収装置で吸収させるレーザ光の周波数帯を高精度に制御でき、レーザ装置から所望の周波数のレーザ光を精度良く出力させることができる。
[レーザ装置1の全体構成]
図1は、本実施形態のレーザ装置1の概略構成を示す模式図である。
図1に示すように、励起用光源10と、共振器20と、導波光学部30と、検波部40と、コントローラー50と、を備えて構成されている。
励起用光源10は、コントローラー50の制御により駆動され、駆動電流が流れることにより、例えば808nm付近の励起光La1を出射する。
レーザ媒体21は、例えばNd:YVO4結晶等により構成され、励起光La1によって励起されて、例えば1064nm付近の波長の光(基本波光)を出射する。また、励起光La1が入射される側のレーザ媒体21の面には、励起光La1を透過し、基本波光を反射するコーティングが施されている。
アクチュエータ25は、例えばピエゾ素子等により構成され、コントローラー50の制御により駆動されて、共振器ミラー24の位置を変化させる。つまり、アクチュエータ25は、共振器長を変化させる。
また、共振器20には、結晶温度制御機構221、エタロン温度制御機構232の他に、共振器全体の温度を調整する共振器温度制御機構261が設けられている。共振器温度制御機構261は、結晶温度制御機構221及びエタロン温度制御機構232と同様に、温度センサと温度制御部とを含んで構成されており、コントローラー50の制御の下で、筐体26の温度を調整する。
なお、導波光学部30としては、その他、レーザ光La3の光強度を検出する出射光検出部や、レーザ光La3の光強度を調整する光量調整機構等を備えていてもよい。
光吸収部60には、封入ガス(例えばヨウ素)が封入されており、入射されたレーザ光のうち、封入ガスの吸光特性に応じた所定波長の光を吸光する。また、光入射部42は、光吸収部60側から入射したレーザ光の光強度を検出する光検出部424を備える。光検出部424は、レーザ光を受光すると、受光量に応じた信号(検出信号)をコントローラー50に出力する。
なお、検波部40の詳細な構成については後述する。
具体的には、コントローラー50は、光吸収部60の温度を調整して、光吸収部60で吸収されるレーザ光の周波数を設定する。また、コントローラー50は、アクチュエータ25を制御して、共振器長をスイープさせて、封止ガスの飽和吸収線を探索する。そして、コントローラー50は、探索された飽和吸収線から目標とする周波数の飽和吸収線を特定し、レーザ光の周波数が当該飽和吸収線に一致するように、アクチュエータ25、角度調整部231、共振器温度制御機構261、結晶温度制御機構221、エタロン温度制御機構232、及び励起用光源10(駆動電圧)を制御する。これにより、レーザ装置1から出力されるレーザ光La3の周波数が安定化する。
次に、本実施形態における検波部40の詳細な構成について説明する。
図2は、検波部40の光軸に沿った概略断面図である。
検波部40は、図2に示すように、台座部41と、光入射部42と、光吸収部60(本発明の光吸収装置)と、光反射部43とを備える。
台座部41は、光入射部42、光吸収部60、及び光反射部43を固定する台座である。
第二偏光ビームスプリッタ421は、光入射部42に入射したP偏光のレーザ光La4を透過させ、吸収セル61から入射したS偏光のレーザ光を光検出部424に反射させる。
λ/4板422は、第二偏光ビームスプリッタ421側から入射されるP偏光のレーザ光La4を円偏光に変換して吸収セル61側に出射させる。また、吸収セル61側から入射した円偏光のレーザ光をS偏光に変換して第二偏光ビームスプリッタ421側に出射させる。
レンズ423は、λ/4板422からのレーザ光La4を吸収セル61に導き、吸収セル61からのレーザ光La4をλ/4板422に導く。
光検出部424は、第二偏光ビームスプリッタ421で反射された光を検出し、光強度に応じた検出信号をコントローラー50に出力する。
レンズ431は、吸収セル61からのレーザ光を反射ミラー432に導き、反射ミラー432で反射されたレーザ光を吸収セル61に導く。
本実施形態では、光入射部42に入射したP偏光のレーザ光La4は、第二偏光ビームスプリッタ421及びλ/4板422に透過し、光吸収部60の吸収セル61に向かって出射される。吸収セル61を透過したレーザ光は、光反射部43の反射ミラー432で反射され、再度吸収セル61に入射される。そして、吸収セル61の内部の封入ガスに吸収されなかった透過レーザ光が、再度λ/4板422を透過して第二偏光ビームスプリッタ421に入射される。したがって、第二偏光ビームスプリッタ421に再入射したレーザ光は、λ/4板422を2度通過することでS偏光の光となり、第二偏光ビームスプリッタ421で反射されて、光検出部424に入射される。
なお、本実施形態では、レーザ光La4を反射ミラー432で反射させることで、吸収セル61を往復したレーザ光La4を光検出部424で検出する例であるが、反射ミラー432に替えて光検出部424を配置して、吸収セル61を1回通過したレーザ光La4を検出する構成等としてもよい。
光吸収部60は、図2に示すように、吸収セル61と、保持部62と、壺部63と、温度センサ64と、温度調整部65と、を備えて構成されている。
セル本体部611は、例えば円筒等の筒状に形成され、筒の軸方向がレーザ光La4の主光軸と略一致するように配置される。セル本体部611の軸方向の両端に配置された筒端面611Aは、図2に示すように、レーザ光La4の主光軸に対して傾斜する光学面となり、レーザ光La4が入射及び出射する面となる。また、セル本体部611の軸方向に沿った筒状外周面611Bには、台座部41側に向かって突出するコールドフィンガー部612が設けられている。
保持部62は、吸収セル61のセル本体部611を保持する部材であり、図2及び図3に示すように、載置台621と、カバー部622とを備えて構成される。載置台621及びカバー部622は、熱伝導率が所定の閾値(例えば50W/mK)以上となる素材(例えば鉄等の金属素材)により構成されている。
カバー部622は、図3に示すように、セル本体部611の筒状外周面611Bを覆い、載置台621に対して例えばボルト締め等によって接合される。このため、セル本体部611は、図2に示すように、載置台621とカバー部622により挟み込まれることで保持され、セル本体部611の筒状外周面611Bが載置台621及びカバー部622により囲われる。
すなわち、載置台621に吸収セル61を載置した際に、コールドフィンガー部612の突出寸法が載置台621の厚み以上であれば、当該コールドフィンガー部612が壺部63内に挿通される。
そして、壺部63及び貫通孔621Aには、熱伝導グリース66が充填されている。
さらに、壺部63には、ペルチェ素子等によって構成された温度調整部65が設けられている。なお、本実施形態では、図2に示すように、温度調整部65を介して壺部63が台座部41に固定される例を示すが、壺部63が直接台座部41に固定される構成等としてもよい。
例えば、図5(A)のように、コールドフィンガー部612の突出寸法が比較的大きい場合、コールドフィンガー部612は、図2のように、貫通孔621Aから壺部63の内部まで挿通される。したがって、壺部63内の熱伝導グリース66を介して、壺部63と熱交換が可能となる。
一方、図4は、コールドフィンガー部612の突出寸法が短い場合の光吸収部60の一部を示す概略断面図である。図5(B)(C)のように、コールドフィンガー部612の突出寸法が短い場合、図4に示すように、コールドフィンガー部612は、貫通孔621A内に挿通されるが、壺部63まで到達しない場合がある。この場合でも、本実施形態では、熱伝導グリース66が壺部63から貫通孔621Aに充填されているので、図4のように、コールドフィンガー部612は、熱伝導グリース66に接し、熱伝導グリース66を介して壺部63と熱交換が可能となる。
本実施形態のレーザ装置1は、レーザ光を出力する共振器20と、共振器20から出力されたレーザ光が入射される光吸収部60と、光吸収部60を透過したレーザ光を検出する光検出部424と、光検出部424からの検出信号に基づいて共振器20の温度や共振器長等を制御するコントローラー50と、を備える。
また、光吸収部60は、吸収セル61と、壺部63と、温度調整部65と、を備え、吸収セル61は、封入ガス(例えばヨウ素)が封入された筒状のセル本体部611と、セル本体部611から突出して、内部がセル本体部611に連通するコールドフィンガー部612を備える。そして、壺部63は、コールドフィンガー部612が挿通される開口を有する容器状に形成されており、熱伝導率が所定閾値以上となる素材により構成され、その内部に熱伝導グリース66が充填されている。
また、このような構成では、コールドフィンガー部612に熱伝導グリース66が接していればよいので、吸収セル61の製造方法等や製造元によってコールドフィンガー部612の形状や突出寸法が一定とならない場合でも、コールドフィンガー部612の温度を調節することができる。
さらに、このような光吸収部60を備えたレーザ装置1では、コールドフィンガー部612の形状によらず、光吸収部60におけるレーザ光の吸光波長を所定値に精度良く調整できるので、所望の周波数のレーザ光を精度良く出力させることができる。
このため、壺部63の温度は、保持部62に迅速に伝達され、保持部62によって吸収セル61のセル本体部611の温度も所望値に調整することができる。つまり、本実施形態では、コールドフィンガー部612と、セル本体部611との温度調整をそれぞれ別構成で行う必要がなく、壺部63の温度を調整すれば、コールドフィンガー部612及びセル本体部611の双方の温度を調整することができる。
に接してセル本体部611を覆うカバー部622と、を備える。
このため、セル本体部611が載置台621及びカバー部622により囲われる構成となり、セル本体部611の温度を、セル本体部611の外周全体から調整することができ、セル本体部611の内部の温度分布を一様にできる。
このため、コールドフィンガー部612の長さが短く、壺部63まで到達しない場合でも、コールドフィンガー部612が貫通孔621A内で熱伝導グリース66に接する。このため、壺部63の熱をコールドフィンガー部612に伝達することができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
Claims (5)
- 所定波長の光を吸収するガスが封入された筒状のセル本体部、及び前記セル本体部から突出し、内部が前記セル本体部に連通するコールドフィンガー部を備えた吸収セルと、
前記コールドフィンガー部が挿通される開口を有する容器状に形成され、熱伝導率が所定の閾値以上である壺部と、
前記壺部の温度を調整する温度調整部と、を備え、
前記壺部には、前記壺部から前記コールドフィンガー部に熱を伝達する熱伝導グリースが充填されている
ことを特徴とする光吸収装置。 - 請求項1に記載の光吸収装置において、
前記壺部に連結されて、前記セル本体部を保持する保持部を備え、
前記保持部は、熱伝導率が前記閾値以上である
ことを特徴とする光吸収装置。 - 請求項2に記載の光吸収装置において、
前記保持部は、前記セル本体部を載置する載置台と、前記載置台に連結され前記セル本体部を覆うカバー部と、を備える
ことを特徴とする光吸収装置。 - 請求項3に記載の光吸収装置において、
前記載置台は、前記壺部に連結される位置に、前記セル本体部が載置される面から反対側の面まで貫通し、前記壺部の内部と連通する貫通孔を有し、
前記熱伝導グリースは、前記壺部から前記貫通孔内に充填されている
ことを特徴とする光吸収装置。 - レーザ光を出力する共振器と、
前記共振器から出力された前記レーザ光が入射される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の光吸収装置と、
前記光吸収装置を透過した前記レーザ光を検出する光検出部と、
前記光検出部から出力される信号に基づいて前記共振器を制御するコントローラーと、
を備えたことを特徴とするレーザ装置。
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Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4440497A (en) * | 1982-05-17 | 1984-04-03 | Corning Glass Works | Combination absorbance fluorescence aspirating thermal cuvette |
JPH04110749A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Toshiba Corp | レーザ光波長校正装置 |
JPH077421A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-10 | Nikon Corp | 周波数基準セル |
JPH09179078A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Tera Tec:Kk | 光遅延装置 |
JPH10501067A (ja) * | 1994-06-06 | 1998-01-27 | アイシス・イノベーション・リミテッド | 流体速度測定装置 |
JPH11103117A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Yokogawa Electric Corp | 光吸収セルの収納構造 |
JP2007096702A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Epson Toyocom Corp | ルビジウムランプ励振回路 |
CN101147254A (zh) * | 2005-03-22 | 2008-03-19 | 索尤若驱动有限及两合公司 | 用于确定冷却体温度的装置和方法 |
CN101562309A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-10-21 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 半导体激光单管组合侧面泵浦固体激光器的激光增益模块 |
JP2010109091A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法、並びにその半導体装置を用いた電子機器 |
JP2014123100A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-07-03 | Canon Inc | 像加熱装置 |
JP2016052738A (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2018506855A (ja) * | 2015-02-10 | 2018-03-08 | コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングConti Temic microelectronic GmbH | 電子コンポーネントおよびそのような電子コンポーネントを製造するための方法 |
-
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Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4440497A (en) * | 1982-05-17 | 1984-04-03 | Corning Glass Works | Combination absorbance fluorescence aspirating thermal cuvette |
JPH04110749A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Toshiba Corp | レーザ光波長校正装置 |
JPH077421A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-10 | Nikon Corp | 周波数基準セル |
JPH10501067A (ja) * | 1994-06-06 | 1998-01-27 | アイシス・イノベーション・リミテッド | 流体速度測定装置 |
JPH09179078A (ja) * | 1995-12-25 | 1997-07-11 | Tera Tec:Kk | 光遅延装置 |
JPH11103117A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Yokogawa Electric Corp | 光吸収セルの収納構造 |
CN101147254A (zh) * | 2005-03-22 | 2008-03-19 | 索尤若驱动有限及两合公司 | 用于确定冷却体温度的装置和方法 |
JP2007096702A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Epson Toyocom Corp | ルビジウムランプ励振回路 |
JP2010109091A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Panasonic Corp | 半導体装置及びその製造方法、並びにその半導体装置を用いた電子機器 |
CN101562309A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-10-21 | 北京国科世纪激光技术有限公司 | 半导体激光单管组合侧面泵浦固体激光器的激光增益模块 |
JP2014123100A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-07-03 | Canon Inc | 像加熱装置 |
JP2016052738A (ja) * | 2014-09-03 | 2016-04-14 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
JP2018506855A (ja) * | 2015-02-10 | 2018-03-08 | コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングConti Temic microelectronic GmbH | 電子コンポーネントおよびそのような電子コンポーネントを製造するための方法 |
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