JP2022521709A - 外部共振器レーザ装置、対応するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
-外部オペレータの側のいかなる介入もなくその引き延ばされた使用を容易にする機械強度の特性を示し、
-基準に対して周波数の調整ができることを求める。
-光線を発生する及び/または放射するように構成された電磁放射のソース(簡単に「光源」または「利得媒体」)であって、言及されたようにこのソースは、例えばダイオードレーザ、SLED、またはいわゆる「利得チップ」を備え、特にこれらは、ほとんど可視スペクトル、近紫外、及び近及び中間赤外の光を発生するように構成され、そのようなソースは、少なくとも1つの反射領域、特にその反射面によって識別される外部光学共振器に含まれる、電磁放射のソースと、
-ソースによって放射された光をコリメートするレンズと、
-目標周波数においてレーザ放射を得るように、例えば光学フィルタまたは回折格子など光線の周波数選択を容易にするスペクトル選択光学素子と、
-出力において光線を提供する少なくとも1つの反射素子を備える出力カプラであって、この素子は、またスペクトル選択光学素子と一致する出力カプラと、を備える。
-温度安定性の欠如:延ばされた期間において、1つの同じ縦モードの放射を得るために、実際に干渉フィルタの正確な温度制御が求められる。
-フィルタ自体の高い吸収損失の値:そのような損失は、レーザの出力の低下を犠牲にして出力カプラミラーのより大きな反射率によって相殺される。
-圧電アクチュエータが提供される意図的に提供された支持体に取り付けられたミラーと、
-回折格子と、からなるシステムをスペクトル選択手段及び出力カプラの両方として用いる。
-特に回折格子6aの、スペクトル選択素子を備える出力カプラモジュール6abがそのような光路OPa、OPbに沿って配置される。
-回折格子6aを備える出力カプラ6abが取り付けられる支持体の1またはそれ以上の調節ねじ(図示せず)によって、及び/または
-例えば機械的にモジュール6abと結合される圧電アクチュエータAに送られる出力において、光の部分のスペクトル分析によって処理される電気信号によって調節される。
-機械部品を製造する複雑さの減少、及び/または
-周波数及びポインティング安定性を容易にする。
-可変寸法素子2、すなわち、要求量の受け取りの際に、1つの軸に少なくとも沿ってその寸法を変えるように構成された素子、このため、特に要求量をリニア動作に変換する変換素子を備える、リニアアクチュエータ24であって、可変寸法素子2は、例において、圧電材料で作られた素子であり、リニアアクチュエータ24は、さらに好ましくは例えばポリマ材料で作られたOリングまたは機械的ばねなど、弾性戻り素子4、すなわちアクチュエータが可変寸法素子2に移動によって働く力の方向と反対の方向に反力の弾性を発揮するように動作する素子に配置され、そのためその安定性を保証することを容易にする、弾性素子を備える、リニアアクチュエータと、
-電磁放射のソース(また単に「光源」と呼ばれる)Sとモジュール3に取り付けられる少なくとも1つのコリメートレンズCを備えるコリメータモジュール3と、
-例えば光学回折格子など、スペクトル選択手段及び出力カプラの両方として用いられる分散ステージ6と、を備える。
-例えば、前に説明された外部共振器レーザ装置100などのレーザ装置と、
-当該光学装置100に結合され、光学装置100に存在する光源Sを供給するように構成された電源540と、
-例えば出力において提供される周波数の値の不一致、例えば装置100の目標動作に対する誤差の信号、など(例えばそれを処理する及び/またはそれを供給する及び駆動としてそれを用いる)フィードバック信号で動作するように構成されたアクチュエータ24に結合された制御ユニットであって、制御ユニット520は、任意にアクチュエータ24及び光源Sに電力を与える電源540の両方に結合される、制御ユニット520と、
-利得媒体Sの電力供給を実行する及び制御ユニット520によって装置100のリニアアクチュエータ24を駆動する方法に関する情報を提供するように構成された、例えばソフトウェアのグラフィックインターフェースなど、設定インターフェース510と、
-任意に、装置100から電源540を切り離すように及び/または装置100から電源540を切り離すために制御ユニット520を駆動するように構成される安全インターロックであって、例として制御ユニット540は、Thorlabsで製造された商品名Thorlabs LDC8002で知られるコントローラを備える。
-前に説明されたように調節可能な光学レーザシステム500を提供するステップと、
-ソースSからの光の伝播の光路OPと分散ステージ6の反射軸によって形成される静的角度φを選択するステップと、
-例えば安定光学共振器、安定レーザ放射、または特定の基準スペクトルを示す信号を提供する原子または分子サンプルからの分光信号(例えば吸収分光システムによって得られる)からの周波数基準など、それ自体既知の方法で周波数基準を提供するステップ1520と、
-そのようなシステム500によって光線を作り出すステップ1530と、
-そのような基準信号と光線の比較1540を実行するステップと、
-そのように実行された比較を代表する信号をそのようなシステム500のそのような制御ユニット520に提供するステップ1550と、
例えば、反復方法で比較を示すそのような信号の関数として、外部共振器RS,L,6の例えば長さLなど寸法を変えるステップ1560と、を備える。
-そのような調節可能な光学レーザシステム500を用いるステップ1500と、
-電磁放射のソースSから来る当該光線の当該光路OPと分散ステージ6の少なくとも1つの当該反射軸によって形成される角度φを選択するステップ1510と、
-システム500に提供されたそのような周波数基準1520を示す信号とそのような光線530を示す信号の比較1540を実行するステップと、
-そのような実行された比較1540を示す信号をそのようなシステム500のそのような制御ユニット520に提供するステップ1550と、
-そのような比較1550を示す当該信号の関数として、そのような電磁放射のソースSを動かす24ことによってそのような比較1550を示すそのような信号の関数として、そのような少なくとも1つの外部共振器RS,L,6のそのような長さLを繰り返して変えるステップ1560と、の動作を備える。
Claims (13)
- -ソース(S)の外部の光路(OPa;OP)を進む光線を発生するように構成された電磁放射のソース(S)と、
-前記ソース(S)によって発生された前記光線の前記光路(OPa;OP)に沿って前記ソース(S)の外側に配置された分散ステージ(6a;6)であって、前記分散ステージ(6a;6)は、前記光線の前記光路(OPa;OP)と角度(θ;φ)を形成する少なくとも1つの反射軸を備え、
-前記ソース(S)に向かって前記ソース(S)によって発生された前記光線の少なくとも第1のスペクトル部分と、
-前記反射軸に沿って前記ソース(S)によって発生された前記光の第2のスペクトル部分と、を反射するように構成され、少なくとも1つの可変長外部光学共振器(RS,L,6)は、前記電磁放射のソース(S)と前記分散ステージ(6a;6)の間を画定する、分散ステージと、
-前記光路(OPa;OP)に沿って配置され、前記ソースから来る前記光線をコリメートするように構成された少なくとも1つのコリメートレンズ(C)と、
-前記ソース(S)と少なくとも1つの前記コリメートレンズ(C)が取り付けられたコリメータモジュール(3)と、
-少なくとも1つの可変長外部光学共振器(RS,L,6)の長さ(L)を変えるように構成されたアクチュエータ(A;24)と、を備え、
-前記アクチュエータ(24)は、前記コリメータモジュール(3)に機械的に結合され、
-前記アクチュエータ(24)は、前記コリメータ(3)を動かすことによって、少なくとも1つの前記可変長外部光学共振器(RS,L,6)の長さ(L)を変えるように構成される、レーザ装置(100)。 - 前記ソース(S)は、少なくとも1つの反射領域(RS)を備え、
少なくとも1つの前記可変長外部光学共振器(RS,L,6)は、少なくとも1つの前記反射領域(RS)と前記分散ステージ(6)の間に画定される、請求項1に記載の装置(100)。 - 前記アクチュエータ(24)は、前記コリメータ(3)の端部の1つに関連付けられる可変長素子(2)を備える、請求項1または2に記載の装置(100)。
- 前記可変長素子(2)は、圧電アクチュエータを備える、請求項3に記載の装置(100)。
- 前記可変長素子(2)は、ソース(S)から来る前記光線を幾何的に通過できるように構成され、特に中空円筒状の形状である、請求項3または4に記載の装置(100)。
- 前記アクチュエータ(24)は、前記可変長素子(2)によって加えられる力に対抗するコリメータ(3)への弾性力を加えるようにコリメータ(3)と関連付けられる弾性戻り素子(4)を備える、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の装置(100)。
- 前記アクチュエータ(24)は、リニア圧電アクチュエータ(2)のセットを備える、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の装置(100)。
- 前記分散ステージ(6)は、前記第1のスペクトル部分及び/または前記第2のスペクトル部分の周波数が変わるとき、一定方向(φ)に装置(100)からの出力において、直接ソース(S)によって発生される前記光の前記第2のスペクトル部分を偏向するように構成される、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の装置(100)。
- 前記分散ステージ(6)は、調整可能な支持体(7)と結合し、
前記調整可能な支持体(7)は、
-回転軸及び/または移動軸に方向付け可能なように構成され、
-前記ソース(S)と前記分散ステージ(6)の前記調整可能な支持体(7)を揃えるように構成された、少なくとも1つの調整可能なねじ(8)を備える、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の装置(100)。 - -ベース(9)、ヒートシンク(12)、及びペルチェ素子(11)と、
-保護ケース(P)の少なくとも1つを備え、
-前記ベース(9)は、支持体(5)及び/または1またはそれ以上の調節可能なねじ(10)を備え、前記ソース(S)、前記アクチュエータ、1またはそれ以上の前記調節可能なねじ(10)の中から少なくとも1つに結合するように構成され、
前記ペルチェ素子(11)は、前記ベース(9)と前記ヒートシンク(12)の間に配置されるように構成される、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の装置(100)。 - 前記ソース(S)は、代わりに、
-ダイオードレーザ、または
-利得チップ、または
-超発光LED-SLEDを備える、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の装置(100)。 - -請求項1乃至11のいずれか1項に記載の外部共振器レーザ装置(100)と、
-前記外部共振器レーザ装置(100)と結合可能で、外部共振器レーザ装置(100)に配置された電磁放射のソース(S)を提供するように構成された電源(540)と、
-前記アクチュエータ(24)と少なくとも結合する制御ユニット(520)と、
を備える、調節可能な光学レーザシステム(500)。 - -請求項12に記載の調整可能な光学レーザシステム(500)を用いるステップ(1500)と、
-前記電磁放射のソース(S)から来る前記光線の前記光路(OPa;OP)と前記分散ステージ(6a;6)の少なくとも1つの前記反射軸によって形成される角度(θ;φ)を選択するステップ(1510)と、
-前記システム(500)に提供される周波数基準(1520)を示す信号と、前記光線(1530)を示す信号の比較(1540)を実行するステップと、
-前記比較(1540)を示す信号を前記システム(500)の前記制御ユニット(520)に提供するステップ(1550)と、
-前記比較(1550)を示す前記信号の関数として前記電磁放射のソース(S)を動かす(24)ことによって、前記比較(1550)を示す前記信号の関数として少なくとも1つの前記外部共振器(RS,L,6)の前記長さ(L)を繰り返して変えるステップ(1560)と、を備える、レーザ調節方法(1000)。
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