JP3094557B2 - Ｑスイッチレーザ - Google Patents
ＱスイッチレーザInfo
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- JP3094557B2 JP3094557B2 JP03265256A JP26525691A JP3094557B2 JP 3094557 B2 JP3094557 B2 JP 3094557B2 JP 03265256 A JP03265256 A JP 03265256A JP 26525691 A JP26525691 A JP 26525691A JP 3094557 B2 JP3094557 B2 JP 3094557B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、音響光学媒体の光入出
射端面の少なくとも片面をブリュースター角となるよう
に研磨した音響光学Ｑスイッチを用いたＱスイッチレー
ザに関する。
射端面の少なくとも片面をブリュースター角となるよう
に研磨した音響光学Ｑスイッチを用いたＱスイッチレー
ザに関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光をパルス化する方法の一つとし
て、レーザ共振器内にＱスイッチを配置し、あらかじめ
Ｑを下げておいた状態でレーザ媒質を励起し、反転分布
密度が十分大きくなった状態で、Ｑを急に大きくするこ
とにより、短時間でパルス幅の狭いピーク出力の大きな
レーザ出力（ジャイアントパルス）を得る技術が知られ
ている。
て、レーザ共振器内にＱスイッチを配置し、あらかじめ
Ｑを下げておいた状態でレーザ媒質を励起し、反転分布
密度が十分大きくなった状態で、Ｑを急に大きくするこ
とにより、短時間でパルス幅の狭いピーク出力の大きな
レーザ出力（ジャイアントパルス）を得る技術が知られ
ている。
【０００３】このようなＱスイッチとして、音響光学Ｑ
スイッチが用いられている。音響光学Ｑスイッチは、例
えばＰｂＭｏＯ4 などからなる音響光学媒体と、例えば
ＬｉＮｂＯ3 などの圧電体の両面に電極を設けたトラン
スデューサとで構成され、トランスデューサに交流電圧
を印加することにより超音波を発生させ、この超音波を
音響光学媒体中に伝搬させ、音響光学媒体を透過するレ
ーザ光を回折させることにより、スイッチング作用をな
すものである。
スイッチが用いられている。音響光学Ｑスイッチは、例
えばＰｂＭｏＯ4 などからなる音響光学媒体と、例えば
ＬｉＮｂＯ3 などの圧電体の両面に電極を設けたトラン
スデューサとで構成され、トランスデューサに交流電圧
を印加することにより超音波を発生させ、この超音波を
音響光学媒体中に伝搬させ、音響光学媒体を透過するレ
ーザ光を回折させることにより、スイッチング作用をな
すものである。
【０００４】このような音響光学Ｑスイッチの一つとし
て、音響光学媒体の光入出射端面をブリュースター角と
なるように研磨し、光入出射端面における光の反射を防
止して透過率を高めたものが知られている。
て、音響光学媒体の光入出射端面をブリュースター角と
なるように研磨し、光入出射端面における光の反射を防
止して透過率を高めたものが知られている。
【０００５】また、音響光学Ｑスイッチにおいて、Ｑス
イッチの長さを決める要因は、回折効率であり、より短
い長さで回折効率を上げるため、トランスデューサの音
波発生幅を狭くすることが行われている。この場合、音
響光学媒体は、光軸合わせ等の調整がしやすいように、
トランスデューサの幅よりも十分に厚く作られている。
このため、トランスデューサは、音響光学媒体の所定の
面の中央部に添設されていた。
イッチの長さを決める要因は、回折効率であり、より短
い長さで回折効率を上げるため、トランスデューサの音
波発生幅を狭くすることが行われている。この場合、音
響光学媒体は、光軸合わせ等の調整がしやすいように、
トランスデューサの幅よりも十分に厚く作られている。
このため、トランスデューサは、音響光学媒体の所定の
面の中央部に添設されていた。
【０００６】図３は、上記のような音響光学Ｑスイッチ
を用いた従来のＱスイッチレーザの一例を示している。
を用いた従来のＱスイッチレーザの一例を示している。
【０００７】図３において、１は、例えばＹＡＧなどの
固体レーザロッドであり、図示しない励起光源によって
励起されレーザ光を発生する。レーザロッド１の後端面
には、発生したレーザ光をほとんど反射する光学膜を形
成してなる反射ミラー２が設けられている。レーザロッ
ド１の前端面３は、ブリュースター角となるように研磨
され、レーザ光の反射による損失を低減している。
固体レーザロッドであり、図示しない励起光源によって
励起されレーザ光を発生する。レーザロッド１の後端面
には、発生したレーザ光をほとんど反射する光学膜を形
成してなる反射ミラー２が設けられている。レーザロッ
ド１の前端面３は、ブリュースター角となるように研磨
され、レーザ光の反射による損失を低減している。
【０００８】レーザロッド１の前端面３に近接して、音
響光学Ｑスイッチ４が配置されている。音響光学Ｑスイ
ッチ４は、音響光学媒体５と、その所定の面に添設され
たトランスデューサ６とで構成されている。音響光学媒
体５は、その光入出射端面をブリュースター角となるよ
うに研磨されている。
響光学Ｑスイッチ４が配置されている。音響光学Ｑスイ
ッチ４は、音響光学媒体５と、その所定の面に添設され
たトランスデューサ６とで構成されている。音響光学媒
体５は、その光入出射端面をブリュースター角となるよ
うに研磨されている。
【０００９】また、レーザロッド１との間に上記音響光
学Ｑスイッチ４を挟むように、平行平面基板、平凹基板
又は平凸基板にレーザ光を部分透過する光学膜を形成し
てなる出力ミラー７が配置されている。なお、図中一点
鎖線ａは、レーザ光の光軸であり、それぞれのブリュー
スター面において図示の如く屈折する。出力ミラー７
は、この光軸ａに対して垂直となるように、音響光学Ｑ
スイッチ４の音響光学媒体５の一端に近接して配置され
ている。
学Ｑスイッチ４を挟むように、平行平面基板、平凹基板
又は平凸基板にレーザ光を部分透過する光学膜を形成し
てなる出力ミラー７が配置されている。なお、図中一点
鎖線ａは、レーザ光の光軸であり、それぞれのブリュー
スター面において図示の如く屈折する。出力ミラー７
は、この光軸ａに対して垂直となるように、音響光学Ｑ
スイッチ４の音響光学媒体５の一端に近接して配置され
ている。
【００１０】レーザロッド１の後端面に設けられた反射
ミラー２と、出力ミラー７とで共振器が構成され、音響
光学ＱスイッチをＯＮ、ＯＦＦ動作させることにより、
ピーク出力の大きなレーザパルスを得ることができる。
ミラー２と、出力ミラー７とで共振器が構成され、音響
光学ＱスイッチをＯＮ、ＯＦＦ動作させることにより、
ピーク出力の大きなレーザパルスを得ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】Ｑスイッチレーザの特
徴は、高い出力とパルス幅の狭さであり、より狭いレー
ザパルス幅を得るためには、反射ミラー２と出力ミラー
７の距離、すなわちレーザ共振器長を短くすることが必
要である。パルス幅は、他の条件が一定のとき、共振器
長にほぼ比例するからである。
徴は、高い出力とパルス幅の狭さであり、より狭いレー
ザパルス幅を得るためには、反射ミラー２と出力ミラー
７の距離、すなわちレーザ共振器長を短くすることが必
要である。パルス幅は、他の条件が一定のとき、共振器
長にほぼ比例するからである。
【００１２】しかしながら、図３に示した従来のＱスイ
ッチレーザでは、音響光学Ｑスイッチ４の音響光学媒体
５の光入出射端面がブリュースター角となるように研磨
されており、しかもトランスデューサ６が音響光学媒体
５の所定の面の中央部に添設されているので、音響光学
媒体５の光入出射点８と出力ミラー７の光入出射点９と
の間に不要なギャップＬ1 が生じてしまい、このことが
共振器長を短くする妨げとなっていた。
ッチレーザでは、音響光学Ｑスイッチ４の音響光学媒体
５の光入出射端面がブリュースター角となるように研磨
されており、しかもトランスデューサ６が音響光学媒体
５の所定の面の中央部に添設されているので、音響光学
媒体５の光入出射点８と出力ミラー７の光入出射点９と
の間に不要なギャップＬ1 が生じてしまい、このことが
共振器長を短くする妨げとなっていた。
【００１３】したがって、本発明の目的は、音響光学媒
体をブリュースター角となるように研磨した音響光学Ｑ
スイッチを用いたＱスイッチレーザにおいて、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くできるようにすることにあ
る。
体をブリュースター角となるように研磨した音響光学Ｑ
スイッチを用いたＱスイッチレーザにおいて、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くできるようにすることにあ
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のＱスイッチレーザは、共振器を構成する反
射ミラーと出力ミラーとの間に、レーザ媒質と、音響光
学Ｑスイッチとを配置してなるＱスイッチレーザにおい
て、前記レーザ媒質は、前記音響光学Ｑスイッチ側にブ
リュースター角となるように研磨された端面を有し、前
記音響光学Ｑスイッチは、光入出射端面がブリュースタ
ー角となるように研磨された音響光学媒体と、超音波発
生用圧電体の両面に電極を形成し前記音響光学媒体に添
設したトランスデューサとを備え、前記トランスデュー
サは、前記音響光学媒体の幅より狭い幅を有する形状を
なし、前記音響光学媒体の所定の面の中心より片側にず
らした位置であって、前記音響光学媒体の光入出射端面
の前記出力ミラーに近接したエッジに近づいた位置に添
設されていることを特徴とする。
め、本発明のＱスイッチレーザは、共振器を構成する反
射ミラーと出力ミラーとの間に、レーザ媒質と、音響光
学Ｑスイッチとを配置してなるＱスイッチレーザにおい
て、前記レーザ媒質は、前記音響光学Ｑスイッチ側にブ
リュースター角となるように研磨された端面を有し、前
記音響光学Ｑスイッチは、光入出射端面がブリュースタ
ー角となるように研磨された音響光学媒体と、超音波発
生用圧電体の両面に電極を形成し前記音響光学媒体に添
設したトランスデューサとを備え、前記トランスデュー
サは、前記音響光学媒体の幅より狭い幅を有する形状を
なし、前記音響光学媒体の所定の面の中心より片側にず
らした位置であって、前記音響光学媒体の光入出射端面
の前記出力ミラーに近接したエッジに近づいた位置に添
設されていることを特徴とする。
【００１５】
【００１６】
【作用】本発明の音響光学Ｑスイッチは、トランスデュ
ーサの幅を音響光学媒体の幅より狭くし、音響光学媒体
の所定の面の中心より片側にずらした位置に添設してあ
る。この音響光学Ｑスイッチを用いてＱスイッチレーザ
を構成すると、レーザ光の光軸は、音響光学媒体の片側
に寄り、音響光学媒体の光入出射端面においては、エッ
ジに近づいた部分となる。
ーサの幅を音響光学媒体の幅より狭くし、音響光学媒体
の所定の面の中心より片側にずらした位置に添設してあ
る。この音響光学Ｑスイッチを用いてＱスイッチレーザ
を構成すると、レーザ光の光軸は、音響光学媒体の片側
に寄り、音響光学媒体の光入出射端面においては、エッ
ジに近づいた部分となる。
【００１７】図１に示すように、音響光学Ｑスイッチ１
４の音響光学媒体５の光入出射端面をブリュースター角
となるように研磨した場合、出力ミラー７は、音響光学
媒体５のエッジ５ｃに近接して配置されるが、上記のよ
うに光軸ａがエッジ５ｃに近づくので、不要なギャップ
Ｌ2 を短くすることができる。この結果、反射ミラー２
と出力ミラー７との間の共振器長を短くしてパルス幅を
狭くすることができる。
４の音響光学媒体５の光入出射端面をブリュースター角
となるように研磨した場合、出力ミラー７は、音響光学
媒体５のエッジ５ｃに近接して配置されるが、上記のよ
うに光軸ａがエッジ５ｃに近づくので、不要なギャップ
Ｌ2 を短くすることができる。この結果、反射ミラー２
と出力ミラー７との間の共振器長を短くしてパルス幅を
狭くすることができる。
【００１８】
【実施例】以下、図１、２を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図３に示した従来のＱスイッチレーザ
と実質的に同一部分には、同符号を付して説明する。
説明する。なお、図３に示した従来のＱスイッチレーザ
と実質的に同一部分には、同符号を付して説明する。
【００１９】図２には、本発明の音響光学Ｑスイッチの
一実施例が示されている。この音響光学Ｑスイッチ１４
は、音響光学媒体５に、トランスデューサ６を貼り付け
て構成されている。
一実施例が示されている。この音響光学Ｑスイッチ１４
は、音響光学媒体５に、トランスデューサ６を貼り付け
て構成されている。
【００２０】音響光学媒体５は、例えばＰｂＭｏＯ4 、
ＴｅＯ2 、Ｇe 、ＬｉＮｂＯ3 、ＧａＰなどの結晶材料
や、カルコゲナイド系、Ｔｅガラスなどのガラスで形成
されている。また、音響光学媒体５の光入出射端面５
ａ、５ｂは、ブリュースター角となるように研磨されて
いる。５ｃは音響光学媒体５のエッジである。図１に示
されるように、トランスデューサ６の設置面が略平行四
辺形となるように研磨されている。
ＴｅＯ2 、Ｇe 、ＬｉＮｂＯ3 、ＧａＰなどの結晶材料
や、カルコゲナイド系、Ｔｅガラスなどのガラスで形成
されている。また、音響光学媒体５の光入出射端面５
ａ、５ｂは、ブリュースター角となるように研磨されて
いる。５ｃは音響光学媒体５のエッジである。図１に示
されるように、トランスデューサ６の設置面が略平行四
辺形となるように研磨されている。
【００２１】一方、トランスデューサ６は、例えばＬｉ
ＮｂＯ3 、ＺｎＯなどの圧電体１５の両面に、電極１
６、１７を形成して構成されている。トランスデューサ
６は、回折効率を高めるため、音響光学媒体５よりも幅
を狭くされている。そして、トランスデューサ６は、音
響光学媒体５の所定の面の一方の側辺に沿って貼り付け
られている。トランスデューサ６の幅は光軸に垂直な方
向の長さであり、また光軸はトランスデューサ６に対向
した音響光学媒体５の内部を通過する。
ＮｂＯ3 、ＺｎＯなどの圧電体１５の両面に、電極１
６、１７を形成して構成されている。トランスデューサ
６は、回折効率を高めるため、音響光学媒体５よりも幅
を狭くされている。そして、トランスデューサ６は、音
響光学媒体５の所定の面の一方の側辺に沿って貼り付け
られている。トランスデューサ６の幅は光軸に垂直な方
向の長さであり、また光軸はトランスデューサ６に対向
した音響光学媒体５の内部を通過する。
【００２２】図１には、上記音響光学Ｑスイッチ１４を
利用した本発明のＱスイッチレーザの一実施例が示され
ている。このＱスイッチレーザは、レーザロッド１と、
音響光学Ｑスイッチ１４と、出力ミラー７とで構成され
ている。
利用した本発明のＱスイッチレーザの一実施例が示され
ている。このＱスイッチレーザは、レーザロッド１と、
音響光学Ｑスイッチ１４と、出力ミラー７とで構成され
ている。
【００２３】レーザ媒質としてのレーザロッド１は、例
えばＹＡＧなどの固体レーザロッドで構成されている
が、その他、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの気体レーザや、半
導体レーザなどを用いることもできる。レーザロッド１
の後端面は、レーザ光を全反射する反射ミラー２をな
し、レーザロッド１の前端面３は、ブリュースター角に
研磨されている。なお、反射ミラー２は、レーザロッド
１と別体のミラーとして設けてもよい。
えばＹＡＧなどの固体レーザロッドで構成されている
が、その他、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどの気体レーザや、半
導体レーザなどを用いることもできる。レーザロッド１
の後端面は、レーザ光を全反射する反射ミラー２をな
し、レーザロッド１の前端面３は、ブリュースター角に
研磨されている。なお、反射ミラー２は、レーザロッド
１と別体のミラーとして設けてもよい。
【００２４】音響光学Ｑスイッチ１４は、レーザ光の光
軸ａが、音響光学媒体５のトランスデューサ６と重なる
部分の中心を通るように、かつ、レーザロッド１に対し
てはブリュースター角をなす面どうしを近接させるよう
に配置されている。出力ミラー７は、レーザ光を一部透
過する光学膜を有するミラーであり、レーザ光の光軸に
対して垂直に、かつ、音響光学Ｑスイッチ１４のエッジ
に近接して配置されている。
軸ａが、音響光学媒体５のトランスデューサ６と重なる
部分の中心を通るように、かつ、レーザロッド１に対し
てはブリュースター角をなす面どうしを近接させるよう
に配置されている。出力ミラー７は、レーザ光を一部透
過する光学膜を有するミラーであり、レーザ光の光軸に
対して垂直に、かつ、音響光学Ｑスイッチ１４のエッジ
に近接して配置されている。
【００２５】上記の構成において、図示しない励起光源
から励起光をレーザロッド１に照射すると、レーザロッ
ド１内でレーザ光が発生し、このレーザ光は、共振器を
構成する反射ミラー２と出力ミラー７との間で往復反射
し、共振して増幅される。このとき、音響光学Ｑスイッ
チ１４の回折作用で、共振器の損失を大きくしたり小さ
くしたりすると、損失が大きいときには、反転分布の量
（反転分布密度）は増大するが、レーザ発振を起こすま
でに至らない。その状態で、急激に損失を小さくする
と、パルス幅が狭く、莫大なピーク出力をもつパルス
（ジャイアントパルス）が出力ミラー７から出力され
る。
から励起光をレーザロッド１に照射すると、レーザロッ
ド１内でレーザ光が発生し、このレーザ光は、共振器を
構成する反射ミラー２と出力ミラー７との間で往復反射
し、共振して増幅される。このとき、音響光学Ｑスイッ
チ１４の回折作用で、共振器の損失を大きくしたり小さ
くしたりすると、損失が大きいときには、反転分布の量
（反転分布密度）は増大するが、レーザ発振を起こすま
でに至らない。その状態で、急激に損失を小さくする
と、パルス幅が狭く、莫大なピーク出力をもつパルス
（ジャイアントパルス）が出力ミラー７から出力され
る。
【００２６】そして、このＱスイッチレーザは、出力ミ
ラー７を音響光学Ｑスイッチ１４のエッジに近接して配
置させたとき、音響光学Ｑスイッチ１４のエッジに近接
した位置に光軸ａが設定されているので、音響光学Ｑス
イッチ１４の出力ミラー側の光入出射端面５ｂと出力ミ
ラー７との間の不要なギャップＬ2 を小さくできる。こ
のため、反射ミラー２と出力ミラー７との間の共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
ラー７を音響光学Ｑスイッチ１４のエッジに近接して配
置させたとき、音響光学Ｑスイッチ１４のエッジに近接
した位置に光軸ａが設定されているので、音響光学Ｑス
イッチ１４の出力ミラー側の光入出射端面５ｂと出力ミ
ラー７との間の不要なギャップＬ2 を小さくできる。こ
のため、反射ミラー２と出力ミラー７との間の共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音響光学媒体の光入出射端面の少なくとも片面をブリュ
ースター角となるように研磨した音響光学Ｑスイッチに
おいて、音響光学媒体の所定の面の中心より片側にずら
した位置にトランスデューサを添設したことにより、こ
れを用いてＱスイッチレーザを構成したとき、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
音響光学媒体の光入出射端面の少なくとも片面をブリュ
ースター角となるように研磨した音響光学Ｑスイッチに
おいて、音響光学媒体の所定の面の中心より片側にずら
した位置にトランスデューサを添設したことにより、こ
れを用いてＱスイッチレーザを構成したとき、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
【図１】本発明のＱスイッチレーザの一実施例を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】本発明の音響光学Ｑスイッチの一実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】従来のＱスイッチレーザの一例を示す概略構成
図である。
図である。
１ レーザロッド ２ 反射ミラー ５ 音響光学媒体 ６ トランスデューサ ７ 出力ミラー １４ 音響光学Ｑスイッチ １５ 圧電体 １６、１７ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−7046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−12851（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−139894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−61080（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146786（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−188520（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−131528（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−104228（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭50−108381（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−60921（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−181925（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/117 G02F 1/11 G02F 1/33
Claims (1)
- 【請求項１】 共振器を構成する反射ミラーと出力ミラ
ーとの間に、レーザ媒質と、音響光学Ｑスイッチとを配
置してなるＱスイッチレーザにおいて、 前記レーザ媒質は、前記音響光学Ｑスイッチ側にブリュ
ースター角となるように研磨された端面を有し、 前記音響光学Ｑスイッチは、 光入出射端面がブリュース
ター角となるように研磨された音響光学媒体と、超音波
発生用圧電体の両面に電極を形成し前記音響光学媒体に
添設したトランスデューサとを備え、 前記トランスデューサは、前記音響光学媒体の幅より狭
い幅を有する形状をなし、前記音響光学媒体の所定の面
の中心より片側にずらした位置であって、前記音響光学
媒体の光入出射端面の前記出力ミラーに近接したエッジ
に近づいた位置に添設されていることを特徴とするＱス
イッチレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03265256A JP3094557B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Ｑスイッチレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03265256A JP3094557B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Ｑスイッチレーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575197A JPH0575197A (ja) | 1993-03-26 |
| JP3094557B2 true JP3094557B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=17414705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03265256A Expired - Fee Related JP3094557B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Ｑスイッチレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094557B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013094238A1 (ja) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 株式会社島津製作所 | 容器設置機構及びオートサンプラ |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP03265256A patent/JP3094557B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0575197A (ja) | 1993-03-26 |
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