JP2501908B2 - Laser oscillator - Google Patents
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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Description
この発明はレーザ発振器に関する。 The present invention relates to a laser oscillator.
一般的にレーザ発振器からの出力レーザビームの形状
は、光共振器を構成するミラーの形状、あるいはレーザ
発振器中に配置された空間フイルタによつて変化するこ
とが知られている。 更に、レーザ発振器に、電気光学結晶あるいは、音響
光学素子を挿入して、レーザ発振光の変調を行つたり、
励起源の直接変調を行つたりすることにより、レーザ発
振光を変調する場合は、出力レーザビームが乱れた形状
となつてしまうことが知られている。 特に、レーザ発振器からの出力光を非線形光学結晶に
入射し、波長変換光を得る場合、非線形光学結晶の不均
質に伴う変換効率のばらつき、及び、波長変換効率が入
射光密度に比例することにより、波長変換光の強度分布
は元の入射光強度分布がより強調されたものとなり、更
に乱れた出力レーザビーム形状になつてしまうことが知
られている。It is generally known that the shape of an output laser beam from a laser oscillator changes depending on the shape of a mirror forming an optical resonator or a spatial filter arranged in the laser oscillator. Furthermore, by inserting an electro-optic crystal or an acousto-optic element into the laser oscillator, the laser oscillation light is modulated,
It is known that when the laser oscillation light is modulated by directly modulating the excitation source, the output laser beam has a disordered shape. In particular, when the output light from the laser oscillator is incident on the nonlinear optical crystal to obtain the wavelength-converted light, the variation of the conversion efficiency due to the inhomogeneity of the nonlinear optical crystal and the wavelength conversion efficiency being proportional to the incident light density It is known that the intensity distribution of the wavelength-converted light is such that the original intensity distribution of the incident light is more emphasized, resulting in a more disturbed output laser beam shape.
従来、上記のような出力レーザビーム形状の乱れを整
形するために行われていたレーザビーム形状整形方法
は、固定した形状の光共振器用ミラーあるいは空間フイ
ルタによつてなされていたため、個々のレーザビーム形
状に対応した精密な、あるいは自在なビーム整形が困難
であるという問題点があつた。 特に、Nd;YAGレーザ等の固体レーザにおいては、個々
のレーザロツドあるいは励起用ランプに、特性の大きな
ばらつきがあり、このようなばらつきに起因する不規則
な強度分布の整形は、上記従来の方法では不可能である
という問題点があつた。 この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであつ
て、乱れた出力レーザビーム形状を自在に整形できると
共に、出力光の強度分布を自在に調整できるようにした
レーザ発振器を提供することを目的とする。Conventionally, the laser beam shape shaping method that has been performed to shape the disorder of the output laser beam shape as described above has been performed by the mirror for the optical resonator or the space filter having the fixed shape. There was a problem that precise or flexible beam shaping corresponding to the shape was difficult. In particular, in a solid-state laser such as Nd; YAG laser, individual laser rods or excitation lamps, there is a large variation in characteristics, shaping of the irregular intensity distribution due to such variation, in the conventional method described above. There was a problem that it was impossible. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a laser oscillator capable of freely shaping a disturbed output laser beam shape and freely adjusting the intensity distribution of output light. And
この発明は、レーザ媒体と、励起源と、光共振器とを
含み、該光共振器における全反射ミラーを、反射率空間
分布あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可能な反
射型空間光変調器としたことを特徴とするレーザ発振器
により上記目的を達成するものである。 又第2発明は、レーザ媒体と、励起源と、光共振器と
を含み、該光共振器における全反射ミラーから出力ミラ
ーの出側の間の光路中の任意位置に透過率空間分布ある
いは光位相変化空間分布を任意に調整可能な透過型空間
光変調器を配置したことを特徴とするレザー発振器によ
り上記目的を達成するものである。 更に、第3発明は、レーザ媒体と、励起源と、光共振
器とを含み、該光共振器における全反射ミラーを反射率
空間分布あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可能
な反射型空間光変調器とすると共に、該光共振器におけ
る全反射ミラーから出力ミラーの出側の間の光路中の任
意位置に、透過率空間分布あるいは光位相変化空間分布
を任意に調整可能な透過型空間光変調器を配置したこと
を特徴とするレーザ発振器により上記目的を達成するも
のである。 又、上記第1、第2又は第3発明において、前記光共
振器における出力ミラーから出射されたレーザ光の一部
を前記空間光変調器の書込み光として導くフイードバツ
ク系を設けることにより上記目的を達成するものであ
る。 更に、前記第1、第2又は第3発明において、前記光
共振器における出力ミラーから出射されたレーザ光の一
部をビデオ信号とする撮像装置と、このビデオ信号を処
理して、前記空間光変調器の書込み光としての画像信号
にして、前記空間光変調器へ出力する画像処理装置と、
を含んで前記フイードバツク系を構成することにより上
記目的を達成するものである。 更に又、上記第1、第2又は第3発明において、前記
空間光変調器の書込み光としての画像信号を生成する画
像信号生成装置を設けることにより上記目的を達成する
ものである。The present invention includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and a total reflection mirror in the optical resonator has a reflective spatial light modulation capable of arbitrarily adjusting a reflectance spatial distribution or an optical phase change spatial distribution. The above-mentioned object is achieved by a laser oscillator characterized by being configured as a container. The second invention includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and the transmittance spatial distribution or the light is distributed at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output side of the output mirror in the optical resonator. The laser oscillator is characterized by arranging a transmissive spatial light modulator whose phase change spatial distribution can be arbitrarily adjusted, thereby achieving the above object. Furthermore, a third aspect of the present invention includes a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and a total reflection mirror in the optical resonator has a reflective space in which a reflectance spatial distribution or an optical phase change spatial distribution can be arbitrarily adjusted. A transmission type space that can be used as an optical modulator and can arbitrarily adjust the transmittance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output side of the output mirror in the optical resonator. The laser oscillator is characterized in that an optical modulator is arranged to achieve the above object. In the above first, second or third invention, the above object is achieved by providing a feedback back system for guiding a part of the laser light emitted from the output mirror in the optical resonator as the writing light of the spatial light modulator. To achieve. Further, in the first, second, or third invention, an imaging device that uses a part of the laser light emitted from the output mirror in the optical resonator as a video signal, and the spatial light by processing the video signal. An image processing device that outputs an image signal as writing light of the modulator to the spatial light modulator,
The above object is achieved by constructing the feed back system including the above. Further, in the first, second or third invention, the above object is achieved by providing an image signal generating device for generating an image signal as writing light of the spatial light modulator.
この出願の第1発明は、光共振器における全反射ミラ
ーを、反射率空間分布あるいは光位相変化空間分布を任
意に調整可能な反射型空間光変調器により構成し、又第
2発明は、光共振器における全反射ミラーから出力ミラ
ーの出側の間の光路中の任意位置に、透過率空間分布あ
るいは光位相変化空間分布を任意に調整可能な透過型空
間光変調器を配置し、更に、第3発明は、全反射ミラー
を上記のような反射型空間光変調器とすると共に、全反
射ミラーから出力ミラー出側の間の光路中の任意位置に
透過型空間光変調器を配置したので、これらの反射率空
間分布あるいは光位相変化空間分布を、出力レーザビー
ム形状に併せて調整することによつて、該レーザビーム
形状を自在に整形することができる。The first invention of this application comprises a total reflection mirror in an optical resonator by a reflection-type spatial light modulator capable of arbitrarily adjusting a reflectance spatial distribution or an optical phase change spatial distribution. A transmissive spatial light modulator capable of arbitrarily adjusting the transmittance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution is arranged at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output side of the output mirror in the resonator, and further, In the third invention, the total reflection mirror is the reflection type spatial light modulator as described above, and the transmission type spatial light modulator is arranged at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output mirror output side. By adjusting the reflectance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution according to the output laser beam shape, the laser beam shape can be freely shaped.
以下第1発明の実施例について説明する。 第1発明は、第1図に示されるように、レーザ媒体10
と、励起源12と、全反射ミラー14及び出力ミラー16とか
らなる光共振器とを含んでなり、前記全反射ミラー14
を、反射率空間分布あるいは光位相変化空間分布を任意
に調整可能な反射型空間光変調器としたものである。 反射型空間光変調器は、光並列処理装置として種々の
ものが存在するが、第1発明の第1実施例では、第2図
に示されるように、反射率空間分布型空間光変調器14A
であつて、電気光学結晶20の複屈折効果を利用したもの
である。 第2図において符号22はレーザ媒体10と電気光学結晶
20との間に配置された偏光子、24及び26は電気光学結晶
20の偏光子22側の面に形成された透明電極及び反射防止
膜、28は電気光学結晶20の透明電極と反対側に形成され
た誘電体多層膜ミラー、をそれぞれ示す。 電気光学結晶20は、結晶内の屈折率の異方性に基づい
て、複屈折効果に応じた偏波面の回転が生じ、誘電体多
層膜ミラー28で反射された後、再度同一の偏光子22を通
すと強度変調が生じ、これによつて空間強度変調がなさ
れることになる。 即ち、印加電圧に応じてx、y軸方向の屈折率差Δn
(x、y)≡nx(x、y)−ny(x、y)が生じるよう
な電気光学結晶20を用い、誘電体多層膜ミラー28の表面
に書き込み信号により電荷あるいは電位空間分布を与え
ると、表面電位分布V(x、y)に応じて透明電極24に
印加された一定電位V0との差V(x、y)−V0に対応し
た屈折率差空間分布Δn(x、y)が生じる。 このような電気光学結晶20に、透明電極24側から結晶
のx、y軸と45°方向に偏光軸を持つ偏光子22を通して
レーザ光を入射すると、その直線偏光x、y軸偏波面成
分が誘電体多層膜ミラー28により反射され、電気光学結
晶20を往復することにより、Δn(x、y)に対応した
位相差が生じ、偏波面の回転を招く。電気光学結晶20か
ら出て再び偏光子22を通過した光は偏波面の回転に応じ
て強度変化に変換される。即ち誘電体多層膜ミラー28の
に電位空間分布V(x、y)に応じて、実効的に反射率
空間分布が得られることになる。 次に第3図に示される第1発明の第2実施例について
説明する。 この第2実施例は、フアブリー・ペロ干渉効果型の空
間光変調器14Bを用いたものである。この空間光変調器1
4Bは、印加電圧に応じて印加電圧方向の光路長(n×d;
屈折率×厚さ)変化Δ(nd)が生じる光学材料30を用い
そのレーザ媒体10側の面に透明電極32及び誘電体ミラー
34をこの順で積層し、且つ、他方の面に誘電体ミラー36
を積層したものである。 ここで誘電体ミラー34、36は、反射率Rが100%より
も若干低い値の部分反射ミラーであり、光学材料30をエ
タロン(スペーサ)層としたフアブリー・ペロ共振器と
されている。 又は光学材料30としては、印加電圧と垂直方向の屈折
率nが電圧に応じて変化する電気光学材料、又は厚さd
が電圧に応じて変化するものとして透光性圧電材料(圧
電高分子、圧電セラミクス等)がある。この実施例にお
いては、誘電体ミラー36表面に、電荷あるいは電位空間
分布が与えられると、表面電位分布V(x、y)に応じ
て対光する透明電極32に印加された一定電圧V0との差V
(x、y)−V0に対応した光路長変化Δ(nd)(x、
y)が生じる。このような光学材料30に、透明電極32側
から波長λのレーザ光が入射すると、光干渉により反射
光強度は、光路長ndに応じて変化する。 即ち、誘電体ミラー36の電位空間分布V(x、y)に
応じて実効的に反射率空間分布が得られることになる。 次に第4図に示される第3実施例について説明する。 この第3実施例は、等位相面空間分布型の空間光変調
器14Cを利用したものであり、印加電圧に応じて、印加
電圧方向の屈折率nが変化する電気光学材料38と、この
電気光学材料38のレーザ媒体10側の面にこの順で積層さ
れた透明電極40及び反射防止膜42と、電気光学材料38
の、透明電極40と反対側の面に形成された誘電体ミラー
44とから構成されたものである。この実施例において
は、誘電体ミラー44の表面に電荷あるいは電位分布が与
えられると、表面電位分布V(x、y)に応じて、透明
電極40に印加された一定電圧V0との差V(x、y)−V0
に対応した屈折率空間分布n(x、y)が生じる。 このような電気光学材料38に、透明電極40側からレー
ザ光が入射されると、n(x、y)に応じて、位相変化
が生じ、レーザ光の等位相面が電気光学材料38入射前と
出射後で変化することになる。 このような等位相面の変化は、光学レンズの場合と同
様に、光の進行方向を曲げる偏光となる。次に、上記の
ような反射型空間光変調器14A〜14Cにおける誘電体ミラ
ー28、36、44表面に、電荷あるいは電位分布を与える場
合の実施例について説明する。 これは、光信号による書込み即ち光書込みと、電気信
号による書込み、電気書込みとがある。 第5図は、光導電体を利用した光書込みによる場合の
実施例を示す。 この実施例は、誘電体ミラー46(前記誘電体ミラー2
8、36、44に対応するもの、以下同じ)の外側に、遮光
層48、光導電体50及び透明電極52をこの順で積層したも
のである。 前記光導電体50は、光照射された部分の電気抵抗が低
下する性質を持つものであつて、例えばSi、アモルフア
スSi、アモルフアスSe、CdS等を誘導体ミラー46に形成
したものであり、遮光層48はCdTe膜等から構成される。 この実施例においては、透明電極52に一定電位V1が印
加されている状態で、該透明電極52側から光書込み像を
入射すると、そのパターンに応じた空間電位分布が誘導
体ミラー46表面に生じる。 ここで、遮光層48は、レーザ光の一部が誘電体ミラー
46を透過して光導電体50に入り込まないようにするため
のものであつて、透過光量が無視できる程度のものであ
れば、必ずしも設ける必要はない。 次に第6図に示される実施例について説明する。 この実施例は、光電面を利用したものであり、光電面
54により光書込み像が電子像に変換された後、電子レン
ズ系56を通ってマイクロチヤンネルプレート(MCP)58
にて数千倍に電荷増倍され、誘電体ミラー46表面に電荷
像として蓄積されるようにしたものである。第6図の符
号60は2次電子捕集電極メツシユであり、誘電体ミラー
46表面材料の2次電子放出効果を利用することによつ
て、電荷像の書込み消去を可能とするものである。な
お、誘電体ミラー46と光電面54の間の空間は真空とされ
ている。 次に第7図に示される電子ビームによる電気書込みの
場合について説明する。 この実施例は、電子銃62からの電子ビームで、電子レ
ンズ系64により、誘電体ミラー46上を走査して、電荷像
を書込み蓄積させるものである。 前記第6図の実施例と同様に、この実施例において
も、2次電子捕集電極メツシユ60を電子レンズ系64と誘
電体ミラー46の間に配置することによつて、電荷像の書
込み、消去が可能とされている。又電子銃62と誘電体ミ
ラー46間の空間は真空とされている。 次に第8図に示されるCCD(電荷結合デバイス)によ
る電気書込みの場合について説明する。 この実施例は、誘電体ミラー46の外側に、遮光層48、
CCD読出構造66、及び、CCD表面チヤンネル並列構造68を
この順で積層したものであり、入力される時系列電気信
号を2次元の情報フレームに変換し、CCDアレー内に電
荷パケツトとして蓄積するものである。 次に第9図に示される第1発明のフイードバツク系を
設けた場合の実施例について説明する。 この実施例は、レーザ媒体10としてNd;YAGロツド、出
力ミラー16として反射率R=10%のもの、又、反射型空
間光変調器として、前記第4図に示される空間光変調器
14Cを、更に、書込み手段として、前記第6図に示され
るような、光電面54、電子レンズ系56、MCP58、2次電
子捕集電極メツシユ60を備えたものを利用し、出力ミラ
ー16の出側に、反射率2%の部分反射ビームスプリツタ
70を設け、ここから反射した出力レーザ光の一部を、前
記光電面54に導くミラー72A、72B、72Cを含むフイード
バツク系72を配置したものである。 ここで、電気光学材料38としては、LiNbO3結晶を用
い、誘電体ミラー44は反射率を100%とする。 更に、レーザ媒体10であるNd;YAGロツドは、ロツド両
端面をブリユースター角θで加工しておく。 この実施例において、レーザ媒体10からのレーザ光
は、空間光変調器14Cを往復した後、前述の如く、偏波
面の回転に伴なう楕円偏光となり、レーザ媒体10である
Nd;YAGロツド端面の偏光子の働きにより、強度変調され
た直線偏光に変換される。 出力ミラー16から放出されたレーザ光は、レーザ媒体
10内の屈折率不均一、Nbイオン分布不均一、共振器ミラ
ー不均一等の理由により、出力パターンの強度分布が不
均一となる。 更に、第9図において2点鎖線で示されるように、Li
NbO3、KTPあるいはBBO等の非線形光学結晶74を通し、波
長変換光を得る場合は、波長変換効率が入射光密度に比
例するため、変換光の強度分布不均一性は、Nd;YAGレー
ザ光に比べ更に顕著となる。 この実施例においては、出力ミラー16からの出力光又
は非線形光学結晶74からの変換光の一部をビームスプリ
ツタ70により取出し、フイードバツク系72により空間光
変調器14Cの光書込み部である光電面54にフイードバツ
ク入射する。 このようにすると、光書込み部が、光電面54、MCP58
を使用していることから、光感度が高く、又、誘電体ミ
ラー44への電荷像書込み方法を、メツシユ電位、結晶背
面電位の設定を変えることにより対応できることにな
る。 例えば、光電面54への入射光強度分布と反対の反射率
分布を持たせるような電荷空間分布の生成、あるいは閾
値処理により、ある値以下の入射光強度分布をカツトし
て閾値以上の光強度パターンに対応する電荷空間分布即
ち反射率分布を作ることができる。 従つて、前記空間光変調器14Cを、レーザ光又は変換
光の強度分布の不均一性が補正されるように動作させる
ことができる。この実施例では、例えば第10図(A)に
示されるような、従来のNd;YAGレーザの乱れた出力光パ
ターンが、この実施例によつては、第2図(B)に示さ
れるような、均一な光強度分布を得ることができた。 ここで、前記空間光変調器14Cにおける書込み部の電
子レンズ系56として、デフレクトロン等を用いることに
より、電荷像の拡大、縮小、回転、平行移動が可能とな
り、種々の前処理を実行できる。 又、電荷像を蓄積したまま空間光変調器14Cの背面印
加電圧を2値のスイツチング動作により反射率を時間的
に変化させ、レーザ発振をスイツチングすることも可能
である。即ちQスイツチとしても動作させることができ
る。 なお第9図の実施例において、レーザ媒体10として偏
光作用を有するブリユースターカツトYAGロツドも用い
たが、これは、ブリユースターカツトをすることなく別
の偏光素子を共振器内に挿入してもよい。 次に第11図に示される実施例について説明する。 この実施例は、等位相面空間分布を生成する電気書込
み型空間光変調器14Cを用いたものであり、書込み部へ
の入力信号は、画像信号生成装置76からの画像信号を用
いるものである。 この実施例における書込み部は、第7図に示される電
子銃62、電子レンズ系64、2次電子捕集電極メツシユ60
を利用したものである。 他の構成はフイードバツク系72を除き前記第9図の実
施例と同一であるので、同一部分に第9図と同一の符号
を付することにより説明は省略する。 なお、レーザ媒体10としてのNd;YAGロツドは、ブリユ
ースターカツトがなされていない。この実施例において
は、誘電体ミラー44の表面の電荷分布及び透明電極40へ
の印加電圧に応じて電気光学材料38内に屈折率空間分布
が生じる。 この屈折率分布は、レーザ光波面の位相分布を引き起
し、等位相面の変形は、光学レンズの場合と同様に光偏
光につながる。このため、全反射ミラーの曲率半径空間
分布が形成される。 前述と同様に、レーザ媒体10、光共振器18あるいは波
長変換用非線形光学結晶74を含んだ光学系における屈折
率不均一性に伴う位相変化及び光路のずれを、空間光変
調器14Cにより修正する。 この修正のための電気書込み信号としては、画像信号
生成装置76から前記屈折率不均一性に伴う位相変化及び
光路のずれに応じて修正用の画像信号を電子銃62及び電
子レンズ64に出力する。この場合の、画像信号は、レー
ザ媒体10の種類、非線形光学結晶74の特性等に応じて予
め画像信号生成装置76に記憶させておく。 なお、この実施例においても、前記第9図に示される
実施例と同様に、出力ミラー16からの出力光あるいは非
線形光学結晶74からの変換光の一部をビームスプリツタ
70で取出し、これを利用して、画像信号生成装置76から
修正用の画像信号を出力するようにしてもよい。 即ち、レーザ出力光の一部をビームスプリツタ70によ
り分岐させ、これをテレビカメラ78で撮像し、フレーム
メモリ80等に蓄積し、そのパターンを画像信号生成装置
76で適当に処理し、空間光変調器14Cの書込み信号とす
る。 前記ビームスプリツタ70を用い、テレビカメラ78によ
り出力レーザパターンを撮像したときのレーザビームに
おける強度分布を第12図(A)に示す。 この第12図(A)に示されるパターンに変形を加え、
第12図(B)に示されるような、電荷分布に対応する電
気信号を画像信号として、前記画像信号生成装置76から
空間光変調器に書込み信号として入力させると、これに
よつて補正された出力レーザ光パターンは第12図(C)
に示されるようになつた。 なお、前記各実施例は、単一波長発振レーザ光の場合
についてのものであるが、本発明は、多波長同時発振レ
ーザ、広帯波長発振レーザの場合にも当然適用されるも
のである。 この場合は、前記実施例とは異なる特性を示す。 即ち、電気光学結晶の屈折率変化Δnに伴う位相変化
Δφが生じ、反射型空間光変調器の場合、次のような波
長依存性が生じる。 Δφ(λ)=4πΔnd/λ−2mπ (d:結晶厚、m:整数、0≦Δφ<2π) 従つて、異なる波長でもΔnの調整即ち電圧分布値を
調整することによつて、Δφ(λ)は同じ値にすること
も又大きく異つた値にすることもできる。 このため、例えばHe−Cd金属蒸気レーザのように、
青、緑、赤の3色を同時に発振するレーザの場合、レー
ザ出力パターンをも変形すると共に、前記3色の強度比
を任意に調整し、合成色を生成することもできる。 又DyeレーザやTi:Al2O3レーザのような広帯波長発振
レーザの場合は、広いスペクトルのうち一部の狭いスペ
クトルのみの発振を行うようにして、光学レーザとして
機能させることもできる。 次に第13図を参照して第2発明の原理について説明す
る。 この第2発明は、レーザ媒体10と、励起源12と、全反
射ミラー14及び出力ミラー16からなる光共振器とを有し
てなるレーザ発振器において、前記全反射ミラー14から
出力ミラー16の出側の間の光路中の任意位置に、透過率
空間分布あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可能
な透過型空間光変調器82を配置したものである。 第13図(A)は、透過型空間光変調器82を全反射ミラ
ー14とレザー媒体10の間に配置したもの、第13図(B)
は透過型空間光変調器82をレーザ媒体10と出力ミラー16
の間に配置したもの、第13図(C)は、透過型空間光変
調器82を出力ミラー16の出側に配置したものである。 更に、第13図(D)は出力ミラーそのものを透過型空
間光変調器82で構成したものである。 前記透過型空間光変調器82の第1実施例としては、第
14図に示される複屈折効果を利用した透過率空間分布型
のものがある。 これは、前記第2図に示される空間光変調器14Aにお
ける誘電体多層膜ミラー28の代わりに反射防止膜84を設
け、この反射防止膜84の表面に電荷あるいは電位空間分
布を与えるようにしたものである。 この透過型空間光変調器82Aの作用は、前記第2図に
おける反射率空間分布型空間光変調器14Aと、反射と透
過の相違を除いて同一であるので同一部分に同一の符号
を付して説明は省略する。 この実施例に係る透過型空間光変調器82Aは、第13図
(A)〜(C)の配置には利用できるが、第13図(D)
に示される出力ミラーとしては利用することができな
い。 第15図に示される実施例の透過型空間光変調器82B
は、出力ミラーとしても利用することができる。 この透過型空間光変調器82Bは、第3図に示される、
フアブリー・ペロ干渉効果を利用した反射型の空間光変
調器14Bと略同一の構成である。 他の構成は前記第3図の実施例と同一であるので、こ
れと同一の符号を付することにより説明を省略する。 第16図は、前記第4図における反射型空間光変調器14
Cに対応するものであり、第4図の実施例における誘電
体ミラー44の代わりに反射防止膜88を設けた透過型空間
光変調器82Cである。 この実施例においても、第4図の実施例が反射である
の対して透過である点において相違するのみであり、第
4図の実施例と同一部分には同一の符号を付することに
より説明を省略するものとする。 但し、この等位相面空間分布型空間光変調器82Cにお
いては、等位相面が、第16図に示されるように、反射防
止膜88の出側に形成される。 次に前記透過型空間光変調器82A〜88Cの反射防止膜8
4、誘電体ミラー86Bあるいは反射防止膜88への電荷ある
いは電位分布を与えるための実施例について説明する。 第17図に示される実施例は、前記第6図の実施例の構
成を光透過型に対応させたものであり、光電面54、電子
レンズ系56及びMCP58を備え、これらを電気光学材料側
表面(前記反射防止膜84、88又は誘電体ミラー86Bに相
当するもの)90を透過するレーザ光の光軸に対して、該
レーザ光と干渉しないように斜めにオフセツトして配置
したものである。 この実施例においては、前記第6図の実施例における
2次電子捕集電極メツシユ60の代わりに、2次電子捕集
電極リング92が設けられている。 この実施例の場合においても、反射と透過の相違を除
いて、前記第4図の実施例とその構成作用が同一である
ので説明を省略する。 次に第18図の実施例について説明する。 この実施例は、電子ビームによる電気書込みを行うも
のであり、前記第7図の実施例における反射型を透過型
に適用したものである。 この実施例においても、前記第17図の実施例と同様
に、電子銃62及び電子レンズ系64は、電気光学材料側表
面90を透過するレーザ光の中心光軸から斜めにオフセツ
トされ、レーザ光と干渉しないように配置されている。 この実施例においても、2次電子捕集電極メツシユの
代わりに2次電子捕集電極リング92が設けられている。 作用についても、前記第7図の実施例と、反射と透過
の相違を除いて同一であるので説明を省略する。 次に、第19図に示される、スイードバツク系を設けた
実施例について説明する。 この実施例は、前記第9図に示される反射型空間光変
調器を利用した実施例を透過型としたものであり、第16
図に示される等位相面空間分布型空間光変長器82Cと第1
7図に示される光電面に光書込みを行う書込み手段を組
合せ、且つ、全反射ミラー14を用いるようにしたもので
ある。 他の構成は、前記第9図と同一であるので、同一の符
号を付することにより説明を省略するものとする。 又作用についても、反射と透過の相違を除き同一であ
るので、説明を省略する。 この透過型の場合でも、前記反射型の場合と同様に、
レーザ媒体10における出力光パターンが第20図(A)に
示されるように不均一であつたものが、フイードバツク
系72で出力光の一部をフイードバツクさせることによつ
て、出力光パターンの不均一を補正し、その結果、出力
光は、第20図(B)に示されるように均一に修正され
た。 次に第21図の実施例について説明する。 この実施例は、前記第11図の実施例を、透過型とした
ものであり、前記第16図に示される透過型空間光変調器
82Cと、第18図に示される電子銃62を用いた書込み手段
を組合せ、更に全反射ミラー14を用いたものである。 他の構成は前記第11図の実施例と同一であるので同一
部分に同一符号を付することにより説明を省略するもの
とする。 又作用についても、前記第11図の実施例が反射である
のに対してこの実施例では透過である点においてのみ相
違し、第11図の実施例の作用と同一であるので説明を省
略する。 次に第22図に示される第3発明について説明する。 この第3発明は、全反射ミラーとしての反射型空間光
変調器14と、この反射型空間光変調器14から出力ミラー
16の出側の間の光路の途中に、透過型の空間光変調器82
を配置したものである。 第22図(A)は、透過型空間光変調器82を全反射ミラ
ー14とレーザ媒体10の間に配置したもの、第22図(B)
は透過型空間光変調器82をレーザ媒体10と出力ミラー16
の間に配置したもの、第22図(C)は出力ミラーそのも
のを透過型空間光変調器82で構成したもの、第22図
(D)は、透過型空間光変調器82を出力ミラー16の出側
に配置したものである。 なお出力ミラーの代わりに透過型空間光変調器を配置
する場合は、前記第15図の透過型空間光変調器82Bとし
なければならない。 この第3発明における実施例では、全反射ミラーとし
ての反射型空間光変調器と、全反射ミラーから出力ミラ
ーの出側位置の間の光路上に配置された透過型空間光変
調器82の両方を用いているので、より強力にレーザ出力
光の強度分布を補正することができる。An embodiment of the first invention will be described below. The first invention, as shown in FIG.
And an excitation source 12, and an optical resonator comprising a total reflection mirror 14 and an output mirror 16, the total reflection mirror 14
Is a reflection type spatial light modulator capable of arbitrarily adjusting the reflectance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution. Although there are various types of reflection type spatial light modulators as an optical parallel processing device, in the first embodiment of the first invention, as shown in FIG. 2, the reflectance spatial distribution type spatial light modulator 14A.
That is, the birefringence effect of the electro-optic crystal 20 is utilized. In FIG. 2, reference numeral 22 is a laser medium 10 and an electro-optic crystal.
Polarizer disposed between 20 and 24 and 26 are electro-optic crystals
Reference numeral 28 denotes a transparent electrode and an antireflection film formed on the surface of the polarizer 22 side, and reference numeral 28 denotes a dielectric multilayer film mirror formed on the opposite side of the electro-optic crystal 20 from the transparent electrode. In the electro-optic crystal 20, the plane of polarization is rotated according to the birefringence effect based on the anisotropy of the refractive index in the crystal, and after being reflected by the dielectric multilayer film mirror 28, the same polarizer 22 is again provided. The intensity modulation occurs when the light passes through, and thereby the spatial intensity modulation is performed. That is, the refractive index difference Δn in the x and y axis directions depending on the applied voltage.
(X, y) ≡n x (x, y) −n y (x, y) is used, and an electric charge or potential space distribution is generated on the surface of the dielectric multilayer mirror 28 by a writing signal. If given, the refractive index difference spatial distribution Δn (x, x, corresponding to the difference V (x, y) −V 0 with the constant potential V 0 applied to the transparent electrode 24 according to the surface potential distribution V (x, y). y) occurs. When laser light is incident on the electro-optic crystal 20 from the transparent electrode 24 side through a polarizer 22 having a polarization axis in the 45 ° direction with the x and y axes of the crystal, linear polarization x and y axis polarization plane components are generated. By being reflected by the dielectric multilayer film mirror 28 and reciprocating through the electro-optic crystal 20, a phase difference corresponding to Δn (x, y) is generated, which causes rotation of the plane of polarization. Light emitted from the electro-optic crystal 20 and passing through the polarizer 22 again is converted into intensity change according to the rotation of the plane of polarization. That is, the reflectance spatial distribution is effectively obtained according to the potential spatial distribution V (x, y) of the dielectric multilayer mirror 28. Next, a second embodiment of the first invention shown in FIG. 3 will be described. The second embodiment uses a spatial light modulator 14B of the Fabry-Perot interference effect type. This spatial light modulator 1
4B is an optical path length (n × d;
A transparent electrode 32 and a dielectric mirror are formed on the surface of the laser medium 10 side using an optical material 30 that causes a change Δ (nd) in refractive index × thickness
34 is laminated in this order, and the dielectric mirror 36 is provided on the other surface.
Are laminated. Here, the dielectric mirrors 34 and 36 are partial reflection mirrors whose reflectance R is a value slightly lower than 100%, and are considered as Fabry-Perot resonators in which the optical material 30 is an etalon (spacer) layer. Alternatively, as the optical material 30, an electro-optical material whose refractive index n in the direction perpendicular to the applied voltage changes according to the voltage, or a thickness d
There is a translucent piezoelectric material (piezoelectric polymer, piezoelectric ceramics, etc.) that changes according to the voltage. In this embodiment, when a charge or potential space distribution is given to the surface of the dielectric mirror 36, a constant voltage V 0 applied to the transparent electrode 32 which is exposed according to the surface potential distribution V (x, y). Difference V
(X, y) −V 0 optical path length change Δ (nd) (x,
y) occurs. When laser light having a wavelength λ is incident on the optical material 30 from the transparent electrode 32 side, the intensity of reflected light changes due to optical interference according to the optical path length nd. That is, the reflectance spatial distribution can be effectively obtained according to the potential spatial distribution V (x, y) of the dielectric mirror 36. Next, a third embodiment shown in FIG. 4 will be described. This third embodiment uses a spatial light modulator 14C of the equiphase surface spatial distribution type, and includes an electro-optic material 38 in which the refractive index n in the applied voltage direction changes according to an applied voltage, and the electro-optical material 38. The transparent electrode 40 and the antireflection film 42, which are laminated in this order on the surface of the optical material 38 on the laser medium 10 side, and the electro-optical material 38.
, A dielectric mirror formed on the surface opposite to the transparent electrode 40.
It is composed of 44 and. In this embodiment, when an electric charge or electric potential distribution is given to the surface of the dielectric mirror 44, the difference V from the constant voltage V 0 applied to the transparent electrode 40 depends on the surface electric potential distribution V (x, y). (X, y) -V 0
A refractive index spatial distribution n (x, y) corresponding to When a laser beam is incident on the electro-optical material 38 from the transparent electrode 40 side, a phase change occurs according to n (x, y), and the equiphase surface of the laser beam is incident before the electro-optical material 38 enters. And it will change after emission. Such a change in the equiphase surface becomes polarized light that bends the traveling direction of light, as in the case of an optical lens. Next, a description will be given of an embodiment in the case where a charge or potential distribution is given to the surfaces of the dielectric mirrors 28, 36 and 44 in the above reflection type spatial light modulators 14A to 14C. This includes writing by an optical signal, that is, optical writing, writing by an electric signal, and electric writing. FIG. 5 shows an embodiment in the case of optical writing using a photoconductor. In this embodiment, the dielectric mirror 46 (the dielectric mirror 2
A light-shielding layer 48, a photoconductor 50, and a transparent electrode 52 are laminated in this order on the outer side of those corresponding to 8, 36, 44, and the same hereinafter. The photoconductor 50 has a property of lowering the electric resistance of the light-irradiated portion, for example, Si, amorphous Si, amorphous Se, CdS or the like is formed on the derivative mirror 46, the light-shielding layer. 48 is composed of a CdTe film or the like. In this embodiment, when a constant potential V 1 is applied to the transparent electrode 52 and an optical writing image is incident from the transparent electrode 52 side, a spatial potential distribution corresponding to the pattern is generated on the surface of the dielectric mirror 46. . Here, in the light shielding layer 48, a part of the laser light is a dielectric mirror.
It is for preventing the light from passing through 46 and entering the photoconductor 50, and is not necessarily provided as long as the amount of transmitted light is negligible. Next, the embodiment shown in FIG. 6 will be described. In this example, a photocathode is used.
After the optical writing image is converted into an electronic image by 54, a microchannel plate (MCP) 58 is passed through an electronic lens system 56.
The electric charge is multiplied by a factor of several thousand to be accumulated as a charge image on the surface of the dielectric mirror 46. Reference numeral 60 in FIG. 6 denotes a secondary electron collecting electrode mesh, which is a dielectric mirror.
46 By utilizing the secondary electron emission effect of the surface material, the charge image can be written and erased. The space between the dielectric mirror 46 and the photocathode 54 is a vacuum. Next, the case of electric writing by the electron beam shown in FIG. 7 will be described. In this embodiment, an electron beam from an electron gun 62 scans the dielectric mirror 46 by an electron lens system 64 to write and store a charge image. Similar to the embodiment shown in FIG. 6, in this embodiment also, the secondary electron collecting electrode mesh 60 is arranged between the electron lens system 64 and the dielectric mirror 46 to write a charge image, It is possible to erase. The space between the electron gun 62 and the dielectric mirror 46 is a vacuum. Next, the case of electrical writing by the CCD (charge coupled device) shown in FIG. 8 will be described. In this embodiment, the light shielding layer 48,
A structure in which a CCD readout structure 66 and a CCD surface channel parallel structure 68 are laminated in this order, and the input time series electric signal is converted into a two-dimensional information frame and stored as a charge packet in the CCD array. Is. Next, an embodiment in which the feed back system of the first invention shown in FIG. 9 is provided will be described. In this embodiment, the laser medium 10 is an Nd; YAG rod, the output mirror 16 has a reflectivity R = 10%, and the reflective spatial light modulator is the spatial light modulator shown in FIG.
Further, 14C is used as the writing means, which is provided with the photocathode 54, the electron lens system 56, the MCP 58, and the secondary electron collecting electrode mesh 60 as shown in FIG. On the output side, a partially reflected beam splitter with a reflectance of 2%
70 is provided, and a feedback back system 72 including mirrors 72A, 72B and 72C for guiding a part of the output laser light reflected from the light guide 70 to the photocathode 54 is arranged. Here, a LiNbO 3 crystal is used as the electro-optic material 38, and the dielectric mirror 44 has a reflectance of 100%. Further, the Nd; YAG rod, which is the laser medium 10, has both ends of the rod machined at the Brewster angle θ. In this embodiment, the laser light from the laser medium 10 reciprocates through the spatial light modulator 14C, and then becomes the elliptically polarized light accompanying the rotation of the plane of polarization as described above, and is the laser medium 10.
By the action of the polarizer on the end face of the Nd; YAG rod, it is converted into intensity-modulated linearly polarized light. The laser light emitted from the output mirror 16 is the laser medium.
The intensity distribution of the output pattern becomes non-uniform due to non-uniform refractive index within 10, non-uniform Nb ion distribution, non-uniform resonator mirror, and the like. Furthermore, as shown by the chain double-dashed line in FIG.
When wavelength-converted light is obtained through a nonlinear optical crystal 74 such as NbO 3 , KTP or BBO, since the wavelength conversion efficiency is proportional to the incident light density, the non-uniformity in the intensity distribution of the converted light is due to the Nd; YAG laser light. It becomes more remarkable than In this embodiment, a part of the output light from the output mirror 16 or the converted light from the non-linear optical crystal 74 is taken out by the beam splitter 70, and the feedback surface 72 is used as the optical writing surface of the spatial light modulator 14C. The feedback strikes 54. In this way, the optical writing section is connected to the photocathode 54 and the MCP 58.
Therefore, the method for writing a charge image on the dielectric mirror 44 can be coped with by changing the settings of the mesh potential and the crystal rear surface potential. For example, by generating a charge space distribution having a reflectance distribution opposite to that of the incident light intensity distribution on the photocathode 54, or by performing threshold processing, the incident light intensity distribution below a certain value is cut and the light intensity above the threshold is cut. A charge space distribution or reflectance distribution corresponding to the pattern can be created. Therefore, the spatial light modulator 14C can be operated so that the non-uniformity of the intensity distribution of the laser light or the converted light is corrected. In this embodiment, the disordered output light pattern of the conventional Nd; YAG laser, as shown in FIG. 10 (A), is shown in FIG. 2 (B) according to this embodiment. It was possible to obtain a uniform light intensity distribution. Here, by using a difflectron or the like as the electronic lens system 56 of the writing unit in the spatial light modulator 14C, the charge image can be enlarged, reduced, rotated, or moved in parallel, and various preprocessings can be executed. Further, it is also possible to switch the laser oscillation by temporally changing the reflectance of the voltage applied to the back surface of the spatial light modulator 14C by binary switching operation while accumulating the charge image. That is, it can also be operated as a Q switch. In the embodiment shown in FIG. 9, a Brewster cut YAG rod having a polarization effect was also used as the laser medium 10. This is because another polarization element is inserted in the resonator without the Brewster cut. May be. Next, the embodiment shown in FIG. 11 will be described. In this embodiment, an electric writing type spatial light modulator 14C for generating an equiphase spatial distribution is used, and an input signal to the writing section uses an image signal from the image signal generating device 76. . The writing section in this embodiment is the electron gun 62, the electron lens system 64, and the secondary electron collecting electrode mesh 60 shown in FIG.
Is used. The other structure is the same as that of the embodiment shown in FIG. 9 except for the feed back system 72. Therefore, the same parts as those in FIG. The Nd; YAG rod as the laser medium 10 is not subjected to the Brewster cut. In this embodiment, a refractive index spatial distribution is generated in the electro-optical material 38 according to the charge distribution on the surface of the dielectric mirror 44 and the voltage applied to the transparent electrode 40. This refractive index distribution causes the phase distribution of the laser light wavefront, and the deformation of the equiphase surface leads to optical polarization as in the case of the optical lens. Therefore, the curvature radius spatial distribution of the total reflection mirror is formed. Similarly to the above, the spatial light modulator 14C corrects the phase change and the optical path shift due to the nonuniformity of the refractive index in the optical system including the laser medium 10, the optical resonator 18, or the wavelength conversion nonlinear optical crystal 74. . As an electrical writing signal for this correction, an image signal for correction is output from the image signal generation device 76 to the electron gun 62 and the electronic lens 64 in accordance with the phase change and the deviation of the optical path due to the nonuniformity of the refractive index. . In this case, the image signal is stored in the image signal generation device 76 in advance according to the type of the laser medium 10, the characteristics of the nonlinear optical crystal 74, and the like. In this embodiment as well, similar to the embodiment shown in FIG. 9, a part of the output light from the output mirror 16 or the converted light from the nonlinear optical crystal 74 is converted into a beam splitter.
The image signal may be taken out at 70 and used to output the image signal for correction from the image signal generating device 76. That is, a part of the laser output light is branched by the beam splitter 70, this is imaged by the television camera 78, accumulated in the frame memory 80, etc., and the pattern thereof is generated by the image signal generation device.
Appropriate processing is performed at 76, and it is used as a write signal for the spatial light modulator 14C. FIG. 12A shows the intensity distribution in the laser beam when the output laser pattern is imaged by the television camera 78 using the beam splitter 70. By modifying the pattern shown in FIG. 12 (A),
When an electric signal corresponding to the charge distribution as shown in FIG. 12B is inputted as an image signal from the image signal generating device 76 to the spatial light modulator as a write signal, it is corrected by this. The output laser beam pattern is shown in Fig. 12 (C).
It became as shown in. Although each of the embodiments described above is for the case of single wavelength oscillation laser light, the present invention is naturally applicable to the cases of multiwavelength simultaneous oscillation laser and wide band wavelength oscillation laser. In this case, the characteristics different from those of the above-mentioned embodiment are exhibited. That is, a phase change Δφ occurs with the refractive index change Δn of the electro-optic crystal, and in the case of a reflective spatial light modulator, the following wavelength dependence occurs. Δφ (λ) = 4πΔnd / λ−2mπ (d: crystal thickness, m: integer, 0 ≦ Δφ <2π) Therefore, even if different wavelengths are used, Δn (λ ) Can have the same or very different values. Therefore, for example, like a He-Cd metal vapor laser,
In the case of a laser that simultaneously oscillates three colors of blue, green, and red, the laser output pattern can also be deformed, and the intensity ratio of the three colors can be arbitrarily adjusted to generate a composite color. Further, in the case of a wide band oscillation laser such as a Dye laser or a Ti: Al 2 O 3 laser, it is possible to function as an optical laser by oscillating only a part of a narrow spectrum of a wide spectrum. Next, the principle of the second invention will be described with reference to FIG. The second invention is a laser oscillator including a laser medium 10, an excitation source 12, and an optical resonator including a total reflection mirror 14 and an output mirror 16, and the total reflection mirror 14 outputs the output mirror 16. A transmissive spatial light modulator 82 capable of arbitrarily adjusting the transmittance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution is arranged at an arbitrary position in the optical path between the two sides. FIG. 13 (A) shows a transmission type spatial light modulator 82 arranged between the total reflection mirror 14 and the laser medium 10, and FIG. 13 (B).
Is a transmissive spatial light modulator 82 with a laser medium 10 and an output mirror 16
FIG. 13C, which is disposed between the two, is a transmission type spatial light modulator 82 disposed on the output side of the output mirror 16. Further, FIG. 13D shows the output mirror itself constituted by a transmission type spatial light modulator 82. The first embodiment of the transmissive spatial light modulator 82 is as follows.
There is a spatial distribution type of transmittance utilizing the birefringence effect shown in Fig. 14. This is because an antireflection film 84 is provided in place of the dielectric multilayer mirror 28 in the spatial light modulator 14A shown in FIG. 2 and a charge or potential space distribution is given to the surface of the antireflection film 84. It is a thing. The operation of this transmission type spatial light modulator 82A is the same as that of the reflectance spatial distribution type spatial light modulator 14A in FIG. 2 except for the difference in reflection and transmission, and therefore the same parts are designated by the same reference numerals. The description is omitted. The transmissive spatial light modulator 82A according to this embodiment can be used in the arrangements of FIGS. 13A to 13C, but FIG.
It cannot be used as the output mirror shown in. The transmissive spatial light modulator 82B of the embodiment shown in FIG.
Can also be used as an output mirror. This transmissive spatial light modulator 82B is shown in FIG.
It has substantially the same configuration as the reflective spatial light modulator 14B utilizing the Fabry-Perot interference effect. Since the other construction is the same as that of the embodiment shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted by giving the same reference numerals thereto. FIG. 16 shows the reflection type spatial light modulator 14 shown in FIG.
This is a transmission type spatial light modulator 82C which corresponds to C and has an antireflection film 88 in place of the dielectric mirror 44 in the embodiment of FIG. Also in this embodiment, the difference is that the embodiment of FIG. 4 is a reflection but a transmission, and the same parts as those of the embodiment of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. Shall be omitted. However, in the spatial light modulator 82C of the equal phase surface spatial distribution type, the equal phase surface is formed on the exit side of the antireflection film 88 as shown in FIG. Next, the antireflection film 8 of the transmissive spatial light modulators 82A to 88C.
4. An embodiment for giving a charge or potential distribution to the dielectric mirror 86B or the antireflection film 88 will be described. The embodiment shown in FIG. 17 corresponds to the configuration of the embodiment shown in FIG. 6 for the light transmission type, and is provided with a photocathode 54, an electron lens system 56 and an MCP 58, which are arranged on the electro-optic material side. With respect to the optical axis of the laser light that passes through the surface (corresponding to the antireflection films 84, 88 or the dielectric mirror 86B) 90, the laser light is obliquely arranged so as not to interfere with the laser light. . In this embodiment, a secondary electron collecting electrode ring 92 is provided instead of the secondary electron collecting electrode mesh 60 in the embodiment shown in FIG. In the case of this embodiment as well, except for the difference in reflection and transmission, the construction and operation are the same as in the embodiment of FIG. Next, the embodiment shown in FIG. 18 will be described. In this embodiment, electric writing is performed by an electron beam, and the reflection type in the embodiment of FIG. 7 is applied to a transmission type. Also in this embodiment, similarly to the embodiment of FIG. 17, the electron gun 62 and the electron lens system 64 are offset obliquely from the central optical axis of the laser light passing through the electro-optic material side surface 90, and the laser light It is arranged so as not to interfere with. Also in this embodiment, a secondary electron collecting electrode ring 92 is provided instead of the secondary electron collecting electrode mesh. The operation is also the same as that of the embodiment shown in FIG. 7 except for the difference between reflection and transmission, and therefore the explanation is omitted. Next, an embodiment shown in FIG. 19 provided with a sweep back system will be described. This embodiment is a transmissive embodiment using the reflective spatial light modulator shown in FIG.
The first is a spatial light modulator 82C with an equiphase surface spatial distribution shown in the figure.
The photocathode shown in FIG. 7 is combined with a writing means for performing optical writing, and the total reflection mirror 14 is used. Since the other structure is the same as that of FIG. 9, the description thereof will be omitted by giving the same reference numerals. Also, the operation is the same except for the difference between reflection and transmission, and thus the description is omitted. Even in the case of this transmission type, as in the case of the reflection type,
Although the output light pattern in the laser medium 10 is not uniform as shown in FIG. 20 (A), a part of the output light is fed back by the feedback back system 72, so that the output light pattern is not uniform. Was corrected, and as a result, the output light was uniformly corrected as shown in FIG. 20 (B). Next, the embodiment shown in FIG. 21 will be described. This embodiment is a transmissive spatial light modulator shown in FIG. 16 in which the embodiment of FIG. 11 is made transmissive.
82C and the writing means using the electron gun 62 shown in FIG. 18 are combined, and further the total reflection mirror 14 is used. Since the other structure is the same as that of the embodiment shown in FIG. 11, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Also, the operation is the same as that of the embodiment of FIG. 11 except that the embodiment of FIG. 11 is reflection, whereas the embodiment of FIG. 11 is transmission. . Next, the third invention shown in FIG. 22 will be described. This third invention is directed to a reflection type spatial light modulator 14 as a total reflection mirror and an output mirror from the reflection type spatial light modulator 14.
In the middle of the optical path between the 16 output sides, a transmissive spatial light modulator 82
Is arranged. 22 (A) shows a transmission type spatial light modulator 82 arranged between the total reflection mirror 14 and the laser medium 10, and FIG. 22 (B).
Is a transmissive spatial light modulator 82 with a laser medium 10 and an output mirror 16
22C, the output mirror itself is composed of a transmissive spatial light modulator 82, and FIG. 22D shows the transmissive spatial light modulator 82 of the output mirror 16. It is arranged on the exit side. When a transmissive spatial light modulator is arranged instead of the output mirror, the transmissive spatial light modulator 82B shown in FIG. 15 must be used. In the embodiment of the third invention, both the reflection type spatial light modulator as the total reflection mirror and the transmission type spatial light modulator 82 arranged on the optical path between the total reflection mirror and the output side position of the output mirror. Is used, it is possible to more strongly correct the intensity distribution of the laser output light.
本発明は上記のように構成したので、レーザ出力光の
強度分布の不均一を任意に補正し、あるいは任意の分布
に調整することができるという優れた効果を有する。Since the present invention is configured as described above, it has an excellent effect that the nonuniformity of the intensity distribution of the laser output light can be arbitrarily corrected or adjusted to an arbitrary distribution.
第1図は第1発明の基本的構成を示すブロツク図、第2
図〜第4図は第1発明における空間光変調器の第1〜第
3実施例を示す断面図、第5図〜第8図は、第1発明に
おける空間光変調器の誘電体ミラーへの書込み手段の第
1〜第4実施例を示す断面図、第9図は第1発明のフイ
ードバツク系を設けた実施例を示す略示断面図、第10図
は同実施例における出力レーザビームの補正前及び補正
後の状態を示す線図、第11図は第1発明の、画像信号生
成装置を用いた実施例を示す略示断面図、第12図は同実
施例の出力レーザビームの補正状態を示す線図、第13図
は第2発明の基本的構成を示すブロツク図、第14図〜第
16図は第2発明における透過型空間光変調器の第1〜第
3実施例を示す断面図、第17図及び第18図は第2発明に
おける空間光変調器への書込み手段の第1及び第2実施
例を示す断面図、第19図は第2発明の、フイードバツク
系を設けた実施例を示す略示断面図、第20図は、同実施
例における出力レーザビームの補正前及び補正後の状態
を示す線図、第21図は第2発明の、画像信号生成装置を
用いた実施例を示す略示断面図、第22図は第3発明の構
成を示すブロツク図である。 10……レーザ媒体、2……励起源、14……全反射ミラー
(反射型空間光変調器)、14A……反射率空間分布型空
間光変調器、14B、14C……空間光変調器、72……フイー
ドバツク系、74……非線形光学結晶、76……画像信号生
成装置、78……テレビカメラ、80……フレームメモリ、
82、82A、82B、82C……透過型空間光変調器。FIG. 1 is a block diagram showing the basic construction of the first invention, and FIG.
FIG. 4 to FIG. 4 are sectional views showing first to third embodiments of the spatial light modulator in the first invention, and FIGS. 5 to 8 show a dielectric mirror of the spatial light modulator in the first invention. Cross sectional views showing first to fourth embodiments of the writing means, FIG. 9 is a schematic cross sectional view showing an embodiment in which a feedback system of the first invention is provided, and FIG. 10 is correction of an output laser beam in the same embodiment. FIG. 11 is a diagram showing a state before and after correction, FIG. 11 is a schematic sectional view showing an embodiment using an image signal generating device of the first invention, and FIG. 12 is a correction state of an output laser beam of the same embodiment. FIG. 13 is a block diagram showing the basic structure of the second invention, and FIGS.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing first to third embodiments of a transmissive spatial light modulator according to the second invention, and FIGS. 17 and 18 are first and second writing means for writing into the spatial light modulator according to the second invention. FIG. 19 is a sectional view showing a second embodiment, FIG. 19 is a schematic sectional view showing an embodiment of the second invention in which a feedback system is provided, and FIG. FIG. 21 is a schematic sectional view showing an embodiment using the image signal generating device of the second invention, and FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the third invention. 10 ... Laser medium, 2 ... Excitation source, 14 ... Total reflection mirror (reflection type spatial light modulator), 14A ... Reflectance spatial distribution type spatial light modulator, 14B, 14C ... Spatial light modulator, 72 …… Fed back system, 74 …… Nonlinear optical crystal, 76 …… Image signal generator, 78 …… TV camera, 80 …… Frame memory,
82, 82A, 82B, 82C ... Transmissive spatial light modulator.
Claims (12)
み、該光共振器における全反射ミラーを、反射率空間分
布あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可能な反射
型空間光変調器としたことを特徴とするレーザ発振器。1. A reflective spatial light including a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, wherein a total reflection mirror in the optical resonator is capable of arbitrarily adjusting a reflectance spatial distribution or an optical phase change spatial distribution. A laser oscillator characterized by being used as a modulator.
出力ミラーから出射されたレーザ光の一部を前記空間光
変調器の書込み光として導くフイードバツク系を設けた
ことを特徴とするレーザ発振器。2. A laser oscillator according to claim 1, further comprising a feedback system for guiding a part of laser light emitted from an output mirror in the optical resonator as writing light for the spatial light modulator.
出力ミラーから出射されたレーザ光の一部をビデオ信号
とする撮像装置と、このビデオ信号を処理して、前記空
間光変調器の書込み光としての画像信号にして、前記空
間光変調器へ出力する画像処理装置と、を含んで前記フ
イードバツク系を構成したことを特徴とするレーザ発振
器。3. The image pickup device according to claim 2, wherein a part of the laser light emitted from the output mirror in the optical resonator is used as a video signal, and the video signal is processed to write in the spatial light modulator. A laser oscillator, comprising: an image processing device that outputs an image signal as light and outputs the image signal to the spatial light modulator.
込み光としての画像信号を生成する画像信号生成装置を
設けたことを特徴とするレーザ発振器。4. The laser oscillator according to claim 1, further comprising an image signal generation device for generating an image signal as writing light for the spatial light modulator.
み、該光共振器における全反射ミラーから出力ミラーの
出側の間の光路中の任意位置に、透過率空間分布あるい
は光位相変化空間分布を任意に調整可能な透過型空間光
変調器を配置したことを特徴とするレーザ発振器。5. A laser medium, an excitation source, and an optical resonator, wherein the transmittance spatial distribution or the light is distributed at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output side of the output mirror in the optical resonator. A laser oscillator in which a transmissive spatial light modulator capable of arbitrarily adjusting a phase change spatial distribution is arranged.
出力ミラーから出射されたレーザ光の一部を前記空間光
変調器の書込み光として導くフイードバツク系を設けた
ことを特徴とするレーザ発振器。6. A laser oscillator according to claim 5, further comprising a feedback system for guiding a part of the laser light emitted from the output mirror in the optical resonator as writing light for the spatial light modulator.
出力ミラーから出射されたレーザ光の一部をビデオ信号
とする撮像装置と、このビデオ信号を処理して、前記空
間光変調器の書込み光としての画像信号にして、前記空
間光変調器へ出力する画像処理装置と、を含んで前記フ
イードバツク系を構成したことを特徴とするレーザ発振
器。7. The image pickup device according to claim 6, wherein a part of the laser beam emitted from the output mirror in the optical resonator is used as a video signal, and the video signal is processed to write in the spatial light modulator. A laser oscillator, comprising: an image processing device that outputs an image signal as light and outputs the image signal to the spatial light modulator.
込み光としての画像信号を生成する画像信号生成装置を
設けたことを特徴とするレーザ発振器。8. A laser oscillator according to claim 5, further comprising an image signal generation device for generating an image signal as writing light for the spatial light modulator.
み、該光共振器における全反射ミラーを反射率空間分布
あるいは光位相変化空間分布を任意に調整可能な反射型
空間光変調器とすると共に、該光共振器における全反射
ミラーから出力ミラーの出側の間の光路中の任意位置
に、透過率空間分布あるいは光位相変化空間分布を任意
に調整可能な透過型空間光変調器を配置したことを特徴
とするレーザ発振器。9. A reflection-type spatial light modulation including a laser medium, an excitation source, and an optical resonator, and a total reflection mirror in the optical resonator capable of arbitrarily adjusting a reflectance spatial distribution or an optical phase change spatial distribution. And a transmission type spatial light modulation that can arbitrarily adjust the transmittance spatial distribution or the optical phase change spatial distribution at an arbitrary position in the optical path between the total reflection mirror and the output side of the output mirror in the optical resonator. A laser oscillator characterized by arranging a container.
る出力ミラーから出射されたレーザ光の一部を前記空間
光変調器の書込み光として導くフイードバツク系を設け
たことを特徴とするレーザ発振器。10. A laser oscillator according to claim 9, further comprising a feedback system for guiding a part of the laser light emitted from the output mirror in the optical resonator as the writing light of the spatial light modulator.
る出力ミラーから出射されたレーザ光の一部をビデオ信
号とする撮像装置と、このビデオ信号を処理して、前記
空間光変調器の書込み光としての画像信号にして、前記
空間光変調器へ出力する画像処理装置と、を含んで前記
フイードバツク系を構成したことを特徴とするレーザ発
振器。11. The imaging device according to claim 10, wherein a part of the laser light emitted from the output mirror in the optical resonator is used as a video signal, and the video signal is processed to write in the spatial light modulator. A laser oscillator, comprising: an image processing device that outputs an image signal as light and outputs the image signal to the spatial light modulator.
書込み光としての画像信号を生成する画像信号生成装置
を設けたことを特徴とするレーザ発振器。12. The laser oscillator according to claim 9, further comprising an image signal generation device for generating an image signal as writing light for the spatial light modulator.
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JP1181792A JP2501908B2 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Laser oscillator |
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- 1989-07-14 JP JP1181792A patent/JP2501908B2/en not_active Expired - Fee Related
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