JP2020504333A - シングル縦モードリングラマンレーザ - Google Patents
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Abstract
Description
1. W. Demtroder, Laser Spectroscopy: Basic Concepts and Instrumentation, 3rd ed. (Springer, 2003).
前記ラマンゲイン媒体は、前記ポンプ光パワーを受け取り、対応するストークス出力波長においてラマン励起して共鳴ストークスパワーを生成し、前記第1リング共鳴器は、前記ポンプ光パワーと前記共鳴ストークスパワーのフィードバックループとして動作し、前記ストークスパワーの一部を前記レーザの出力として出力する。
本発明の別側面において、ラマンレーザを提供する。前記レマンレーザは:第1リング共鳴器に対してラマンポンプエネルギーを入力するポンプパワー入力ユニット;前記ラマンポンプエネルギーを受信し、対応するストークス出力パワーにおいてラマン励起するラマンゲイン媒体を備える、第1リング共鳴器;を備え、前記第1リング共鳴器は、前記ポンプ光エネルギーと前記ストークス出力パワーのレーザフィードバックループとして動作するとともに、前記ストークス出力パワーの一部を前記レーザの出力として出力し、前記ラマンゲイン媒体は、ダイアモンドによって形成されており、減少したラマンスペクトルを有する。
理論に縛られることを望むものではないが、共鳴ラマン変換の理論的分析を実施した。
シンプル再帰反射ミラーを用いて安定SLM動作を得ることは、顕著な結果を得る。一般に再帰反射ミラーを用いてマルチモードレーザから単方向出力を得る一方で[28]、この方法はSLM動作を実現するには適していないことが知られている。これは、この方法が純粋な単方向動作を実現せず、従来レーザにおいて反対伝搬場間の残ビートが空間ホールバーニングを生じさせ、これがSLM動作を妨げることに起因する[25]。リングラマンレーザを用いた予想外の成功は、ラマンレーザにおいて空間ホールバーニングが存在しないことによると考えられる。これにより、純単方向動作を実現しないとしても、再帰反射ミラーを用いた安定SLM動作が可能となる[16]。
本明細書における語句「1実施形態」「実施形態」「ある実施形態」は、その実施形態で説明している特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも1つの実施形態において含まれていることを意味する。したがって、本明細書の様々な場所において登場する語句「1実施形態」「実施形態」「ある実施形態」は、必ずしも同じ実施形態を指しているのではない。さらに、当業者が理解するように、特定の特徴、構造、または特性は、1以上の実施形態において任意の適当な態様で組み合わせることができる。
Claims (16)
- シングル縦モードリングラマンレーザであって、
ポンプ光パワーを出力し、第1リング共鳴器とモード整合して共鳴するポンプソース;
前記ポンプ光パワーを第1リング共鳴器と共鳴結合する安定化光回路;
ラマンゲイン媒体を有する第1リング共鳴器;
を備え、
前記ラマンゲイン媒体は、前記ポンプ光パワーを受け取り、対応するストークス波長においてラマン励起してストークスパワーを生成し、
前記第1リング共鳴器は、前記ポンプ光パワーと前記ストークスパワーのフィードバックループとして動作し、前記ストークスパワーの一部を前記レーザの出力として出力する
ことを特徴とするラマンレーザ。 - 前記ラマンレーザはさらに、前記ストークス出力パワーが前記第1リング共鳴器内において1方向伝搬するようにする単方向性アイソレータを備える
ことを特徴とする請求項1記載のラマンレーザ。 - 前記単方向性アイソレータは、部分反射素子またはホウ酸バリウム(BBO)結晶を備える
ことを特徴とする請求項2記載のラマンレーザ。 - 前記第1リング共鳴器は、前記ラマン励起媒体において前記ポンプ光パワーを楕円断面または円断面に対して集束させる連続した曲面ミラーを有するボウネクタイ型キャビティを備える
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載のラマンレーザ。 - 前記ラマンゲイン媒体は、低複屈折、低窒素成長ダイアモンド結晶を備える
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のラマンレーザ。 - 前記ダイアモンド結晶は、ブリュースター角で切断されていることにより、[110]方向に沿って光が伝搬し、[111]軸に沿って偏光作用を有する
ことを特徴とする請求項5記載のラマンレーザ。 - 前記ラマンレーザはさらに、前記ストークス波長において高選択性を有することにより前記ストークス出力パワーを前記ポンプソースから分離する、連続したダイクロイックミラーを有する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項記載のラマンレーザ。 - 前記部分反射ミラーは、再帰反射ミラーを備える
ことを特徴とする請求項3記載のラマンレーザ。 - 前記単方向性アイソレータは、非可逆光アイソレータを備える
ことを特徴とする請求項3記載のラマンレーザ。 - 前記単方向性アイソレータは、ポンプ光パワーと2方向生成場の和周波数混合に起因するパラメトリック損失の結果として形成されている
ことを特徴とする請求項2記載のラマンレーザ。 - 前記ポンプ光パワーは、前記ラマンレーザのストークス出力との和周波数混合である
ことを特徴とする請求項10記載のラマンレーザ。 - 前記和周波数混合は、BBO結晶によって提供される
ことを特徴とする請求項10または11記載のラマンレーザ。 - シングル縦モードリングラマンレーザであって、
第1リング共鳴器に対してラマンポンプパワーを入力するポンプパワー入力ユニット;
前記ラマンポンプパワーを受信し、対応するストークス波長においてラマン励起してストークスパワーを生成するラマンゲイン媒体を有する、第1リング共鳴器;
を備え、
前記第1リング共鳴器は、前記ストークスパワーのレーザフィードバックループとして動作するとともに、前記ストークスパワーの一部を前記レーザの出力として出力し、
前記ラマンレーザはさらに、前記第1リング共鳴器内において前記ストークス出力パワーを1方向伝搬させる単方向性アイソレータを備える
ことを特徴とするラマンレーザ。 - 前記単方向性アイソレータは、部分反射素子またはホウ酸バリウム(BBO)結晶を備える
ことを特徴とする請求項13記載のラマンレーザ。 - ラマンレーザであって、
ラマンゲイン媒体に対してラマンポンプパワーを入力するポンプパワー入力ユニット;
対応するストークス波長においてキャビティ内でラマン励起するラマンゲイン媒体;
を備え、
前記ラマンゲイン媒体は、実質的にダイアモンドを備え、
前記キャビティは、ポンプ光または補助光信号を参照することにより制御される光路長を有する
ことを特徴とするラマンレーザ。 - ラマンレーザであって、
第1リング共鳴器に対してラマンポンプパワーを入力するポンプパワー入力ユニット;
前記ラマンポンプパワーを受信し、対応するストークス出力パワーにおいてラマン励起するラマンゲイン媒体を備える、第1リング共鳴器;
を備え、
前記第1リング共鳴器は、前記ポンプ光エネルギーと前記ストークス出力パワーのレーザフィードバックループとして動作するとともに、前記ストークス出力パワーの一部を前記レーザの出力として出力し、
前記ラマンゲイン媒体は、ダイアモンドによって形成されており、これにより共鳴ロックラマンレーザシステムのラマンスペクトルを減少させる
ことを特徴とするラマンレーザ。
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