JP2848719B2 - 波長可変色素レーザー装置 - Google Patents

波長可変色素レーザー装置

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JP2848719B2
JP2848719B2 JP11878691A JP11878691A JP2848719B2 JP 2848719 B2 JP2848719 B2 JP 2848719B2 JP 11878691 A JP11878691 A JP 11878691A JP 11878691 A JP11878691 A JP 11878691A JP 2848719 B2 JP2848719 B2 JP 2848719B2
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光一 日塔
和仁 本吉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔発明の目的〕
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、色素レーザー媒質を用
いてレーザー光の波長変換を行う波長可変色素レーザー
装置に関する。
【0003】
【従来の技術】一般に、色素レーザー装置では、粉末状
の色素を、例えばメタノール、エタノール、エチレング
リコール、ベンジルアルコールあるいはジメチルスルホ
キシド(PMSO)等の有機溶媒に溶かしレーザー媒質
として使用している。
【0004】ところで、この種の色素レーザー装置は、
固体レーザーや気体レーザー等と異なり流体を用いてい
るため、その取扱いが容易でないという問題があるが、
可視域を中心として、その前後の紫外、近赤外域で連続
的に波長を変えることができるため、特に分光学を中心
とする分野においては有効とされている。
【0005】従来、この為の色素レーザー装置において
は、色素レーザー媒質を循環させて使用するため、レー
ザー媒質用タンク、循環ポンプおよび循環用配管等から
なる色素レーザー循環装置を設けている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の色素レーザー装
置においては、液状のレーザー媒質をそのまま使用して
いるため、レーザー媒質の寿命時に、有害あるいは色素
が溶けた有毒な溶媒を取扱わなければならず、メンテナ
ンスが容易でないという問題がある。
【0007】また、レーザー媒質を循環させるための色
素レーザー循環装置が大型となるため、移動する色素レ
ーザー装置に適用することは困難であるという問題もあ
る。
【0008】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、色素が劣化した際の取扱いが容易で、かつ装
置構成を簡素化し、小型化することができる波長可変色
素レーザー装置を提供することを目的とする。 〔発明の構成〕
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する手段として、請求項1に記載したように、色素レ
ーザー媒質を固体化して固体色素部材を形成し、この固
体色素部材を、高速回転または高速移動させて冷却する
ように構成したものである。
【0010】そして、固体色素部材は請求項2〜4に記
載したように、色素レーザー媒質を、プラスチックまた
はガラスを用いて固化したり、あるいは透明な容器内に
色素レーザー媒質を封入したり、さらには基材表面に色
素レーザー媒質をコーティングすることにより形成した
ものである。
【0011】
【作用】本発明に係る波長可変色素レーザー装置におい
ては、色素レーザー媒質を固体化して形成される固体色
素部材が用いられる。このため、色素レーザー媒質が劣
化した際の取扱いが容易となる。また、固体色素部材
は、高速回転または高速移動により冷却されるので、従
来必須であった色素レーザー循環装置が不要となり、装
置構成の簡素化、小型化が可能となり、持ち運びが容易
である。
【0012】そして、本発明において、固体色素部材
を、色素レーザー媒質をプラスチックまたはガラスを用
いて固化したり、あるいは透明な容器内に色素レーザー
媒質を封入したり、さらには基材表面に色素レーザー媒
質をコーティングして形成することにより、固体色素部
材をあらゆる形状に容易に加工することができるととも
に、色素の濃度調節も容易となり、種々の色素レーザー
装置に対応させることが可能となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を図面を参照して説明する。
【0014】図1は、本発明の第1実施例に係る波長可
変色素レーザー装置として、横励起型の色素レーザー媒
質を示すもので、図中、符号1は発振段の色素ロッド、
符号2,3は増幅段の色素ロッドである。これら各色素
ロッド1,2,3は、色素溶媒をプラスチックまたはガ
ラスを用い固化して形成されるか、あるいはガラス、石
英、プラスチック等で形成した透明な容器内に、液状ま
たはゲル状の色素溶媒を封入して形成されており、これ
ら各色素ロッド1,2,3は、高速回転によりレーザー
媒質の循環がなされるとともに、空冷あるいは熱交換器
等により冷却されるようになっている。そして、これら
各色素ロッド1,2,3は、発振効率あるいは増幅率が
最大となるよう濃度調整がなされている。
【0015】この色素レーザー装置の励起源4には、図
1に示すように、半導体レーザー励起のYAGレーザー
の第2高調波(SHG)、第3高調波(THG)あるい
は半導体レーザーの2倍波(SHG)、3倍波(TH
G)が用いられるようになっており、半導体レーザー励
起とすることにより、小型、軽量で色素レーザ装置本体
に組込み易い励起源4が得られるようになっている。な
お、この他にも、エキシマレーザー、銅蒸気レーザー
(CVL)、チッ素レーザー等を用いることも可能であ
る。
【0016】この励起源4からの励起光は、図1に示す
ように、ビームスプリッタ5でその数%が反射されるよ
うになっており、反射した光は、前記色素ロッド1に導
かれ発振用として利用されるようになっている。そし
て、色素ロッド1では、この励起光で励起され、ミラー
6と波長選択器7との間で共振器が形成されて特定の波
長のみが発振するようになっている。
【0017】波長選択器7は、図1に示すように、グレ
ーティング8、エタロン9およびビーム拡大器10を備
えており、発振したレーザー光は、再度色素ロッド1に
導かれて増幅されるようになっている。
【0018】すなわち、ビームスプリッタ5を透過した
レーザ光は、図1に示すように、ミラー11,12を通
りビームスプリッタ13に導かれるようになっており、
導かれたレーザ光は、その数%が反射されて色素ロッド
1に導かれるようになっている。そしてこのレーザ光に
より、発振したレーザ光が増幅され、色素ロッド2に導
かれるようになっている。
【0019】ビームスプリッタ13を透過したレーザ光
は、図1に示すように、ビームスプリッタ14に導かれ
るようになっており、導かれたレーザ光は、ビームスプ
リッタ14でその数十%が反射され、反射されたレーザ
光は、色素ロッド2に導かれるようになっている。この
色素ロッド2では、この反射レーザ光により色素ロッド
1からの色素レーザー光の増幅がなされ、増幅した色素
レーザー光は、色素ロッド3に導かれるようになってい
る。
【0020】一方、ビームスプリッタ14を透過したレ
ーザ光は、図1に示すように、ミラー15で反射されて
色素ロッド3に導かれるようになっており、この色素ロ
ッド3では、このレーザ光により色素ロッド2からの色
素レーザー光を増幅し、出力ビーム16として出力する
ようになっている。
【0021】しかして、各色素ロッド1,2,3は、色
素レーザー媒質を固体化して形成されているので、メン
テナンス時に有害あるいは有毒な物質を取扱わなくても
済み、取扱いが容易であるとともに、レーザー媒質劣化
に伴なう交換時にも、色素ロッド1,2,3単位で交換
でき、交換が容易である。
【0022】また、各色素ロッド1,2,3を高速で回
転させることにより、レーザー媒質の循環および冷却を
行なうようにしているので、従来必須であった色素レー
ザー循環装置が不要となり、色素レーザ装置の構成を大
幅に簡素化して小型に形成することができる。このた
め、色素ロッド1,2,3を色素レーザー装置本体内に
コンパクトに組込むことができ、持ち運びが容易なレー
ザー装置を得ることができる。
【0023】なお、前記第1実施例においては、色素ロ
ッド1が発振器と増幅器とを兼ねる場合について説明し
たが、発振用の色素ロッドと増幅用の色素ロッドとを、
各別の色素ロッドで構成するようにしてもよい。
【0024】また、前記第1実施例においては、3段増
幅構成の場合について説明したが、ビームスプリッタお
よび色素ロッドの数を増減させることにより、増幅段数
を4段以上あるいは3段未満にすることも可能である。
【0025】図2は、本発明の第2実施例を示すもの
で、リング型の色素レーザー装置に適用したものであ
る。
【0026】すなわち、この色素レーザー装置は、図2
に示すように、回転軸22を支点として高速で回転駆動
される円板状色素21を備えており、この円板状色素2
1は、前記第1実施例における色素ロッド1,2,3と
同様の方法により色素レーザー媒質を固体化して形成さ
れている。
【0027】回転軸22には、図3に示すように、高速
回転により円板状色素21を空冷する冷却フィン23が
設けられており、この冷却フィン23により、励起光ビ
ーム24による円板状色素21の温度上昇が抑制される
ようになっている。
【0028】励起光ビーム24は、前記第1実施例にお
ける励起源4と同様の励起源から出力されるようになっ
ており、この励起光ビーム24は、図2に示すように、
ミラー25によりスポット的に円板状色素21の色素レ
ーザー媒体に照射され、発光した光は、ミラー26,2
7,28およびピエゾミラー29で形成される共振器に
より発振するようになっている。
【0029】ミラー27とミラー28との間には、図2
に示すようにファラデーローテータ30が設置されてお
り、またピエゾミラー29とミラー28との間には、エ
タロン31および複屈折フィルタ32がそれぞれ設置さ
れている。そして、ミラー28からは、出力ビーム33
が出射されるようになっている。
【0030】しかして、円板状色素21は、色素レーザ
ー媒質を固体化して形成されているので、前記第1実施
例と同様の効果が期待できる。
【0031】図4は、本発明の第3実施例を示すもの
で、前記第2実施例における円板状色素21に代え、テ
ープ状色素41を用いるようにしたものである。
【0032】すなわち、このテープ状色素41は、図4
に示すように無端帯状に形成されており、このテープ状
色素41は、カセット42内に組込まれた駆動源(図示
せず)により矢印の方向に高速で駆動されるようになっ
ているとともに、カセット42を熱交換器等で冷却する
ことにより冷却されるようになっている。
【0033】このテープ状色素41は、前記第2実施例
における円板状色素21と同様の方法により色素レーザ
ー媒質を固体化して形成されるようになっている。
【0034】なお、その他の点については、前記第2実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。
【0035】しかして、テープ状色素41を用いても、
前記第2実施例と同様の効果が期待できる。
【0036】なお、前記第2実施例の円板状色素21あ
るいは前記第3実施例のテープ状色素41において、特
に色素のレーザ媒質を薄くする必要がある場合には、ウ
レタンモノマーまたはポリビニルアルコール等の高分子
溶剤によりレーザー媒質を溶解し、これを、ガラス、石
英あるいはプラスチック製の基材表面にコーティングし
て薄膜を形成するようにすればよい。
【0037】図5は、本発明の第4実施例を示すもの
で、フラッシュランプ励起型の色素レーザー装置に適用
したものである。
【0038】すなわち、この色素レーザー装置は、図5
に示すように、前記第1実施例における色素ロッド1,
2,3と同一構成の円柱状の色素ロッド51と、フラッ
シュランプ52と、波長選択素子53と、ポッケルスセ
ル54と、出力ミラー55とを備えており、前記フラッ
シュランプ52には、電源56に接続された充電用コン
デンサ57およびトリガ58により制御されるスイッチ
ング素子59が直列に接続されている。
【0039】また、色素ロッド51は、図5に示すよう
に駆動軸60を支点として矢印の方向に高速回転駆動さ
れるようになっており、この色素ロッド51の外周部に
は、色素ロッド51を冷却するための熱交換器61が設
置されている。
【0040】しかして、従来色素をフラッシュランプ励
起する場合には、液状の色素を循環させる方法が採られ
ていたが、本実施例では、色素レーザー媒質を固体化し
て形成される色素ロッド51を用い、この色素ロッド5
1を高速回転させるとともに、熱交換器61により冷却
し、繰返し周波数を上げられるようにしているので、装
置構成を大幅に簡素化し、小型化することができる。そ
してこの機構は、固体レーザーのYAGロッド、アレキ
サンドライトロッド等の固体レーザーにも応用すること
ができる。
【0041】なお、前記第4実施例において、ポッケル
スセル54は、Qスイッチ動作用として設けたもので、
基本的発振には特に必要ではない。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、色素レー
ザー媒質を固体化して固体色素部材を形成し、この固体
色素部材を、高速回転または高速移動させて冷却するよ
うにしているので、メンテナンス時に有害あるいは有毒
な物質を取扱わずに済み、取扱いが容易であるととも
に、レーザー媒質劣化時の交換も容易である。また、従
来必須であった色素レーザー循環装置が不要となるの
で、装置構成が簡素化、小型化され、持ち運びを目途し
たレーザー装置にも適用することができる。
【0043】そして、本発明において、固体色素部材
を、色素レーザー媒質をプラスチックまたはガラスを用
いて固化したり、あるいは透明な容器内に色素レーザー
媒質を封入したり、さらには基材表面に色素レーザー媒
質をコーティングして形成することにより、固体色素部
材をあらゆる形状に容易に加工することができるととも
に、色素の濃度調節も容易であり、種々の色素レーザー
装置に対応させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る波長可変色素レーザ
ー装置を示す構成図。
【図2】本発明の第2実施例に係る波長可変色素レーザ
ー装置を示す構成図。
【図3】図2の円板状色素の冷却機構を示す説明図。
【図4】本発明の第3実施例に係る波長可変色素レーザ
ー装置を示す構成図。
【図5】本発明の第4実施例に係る波長可変色素レーザ
ー装置を示す構成図。
【符号の説明】
1,2,3,51 色素ロッド 4 励起源 7 波長選択器 16,33 出力ビーム 21 円板状色素 23 冷却フィン 24 励起光ビーム 41 テープ状色素 42 カセット 52 フラッシュランプ 53 波長選択素子 61 熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/213 H01S 3/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 色素レーザー媒質を固体化して固体色素
    部材を形成し、この固体色素部材を、高速回転または高
    速移動させて冷却するように構成したことを特徴とする
    波長可変色素レーザー装置。
  2. 【請求項2】 固体色素部材は、色素レーザー媒質をプ
    ラスチックまたはガラスを用い固化して形成される請求
    項1記載の波長可変色素レーザー装置。
  3. 【請求項3】 固体色素部材は、透明な容器内に色素レ
    ーザー媒質を封入して形成される請求項1記載の波長可
    変色素レーザー装置。
  4. 【請求項4】 固体色素部材は、基材表面に色素レーザ
    ー媒質をコーティングして形成される請求項1記載の波
    長可変色素レーザー装置。
JP11878691A 1991-05-23 1991-05-23 波長可変色素レーザー装置 Expired - Lifetime JP2848719B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023158260A1 (ko) * 2022-02-17 2023-08-24 한국광기술원 듀얼파장 레이저 시스템 및 그 제어 방법

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WO2023158260A1 (ko) * 2022-02-17 2023-08-24 한국광기술원 듀얼파장 레이저 시스템 및 그 제어 방법

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