JP3217988B2 - ポンプレーザと光パラメトリック発振器のための単一共振器空洞を有する目に安全なレーザ送信機 - Google Patents
ポンプレーザと光パラメトリック発振器のための単一共振器空洞を有する目に安全なレーザ送信機Info
- Publication number
- JP3217988B2 JP3217988B2 JP11698397A JP11698397A JP3217988B2 JP 3217988 B2 JP3217988 B2 JP 3217988B2 JP 11698397 A JP11698397 A JP 11698397A JP 11698397 A JP11698397 A JP 11698397A JP 3217988 B2 JP3217988 B2 JP 3217988B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- cavity
- light
- pump
- optical parametric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/1083—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering using parametric generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/113—Q-switching using intracavity saturable absorbers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザにより放射
された光の波長をシフトさせるレーザシステムに関し、
特に、ポンプレーザと光パラメトリック発振器の両方に
対して同じ光共振器空洞を利用するレーザシステムに関
する。
された光の波長をシフトさせるレーザシステムに関し、
特に、ポンプレーザと光パラメトリック発振器の両方に
対して同じ光共振器空洞を利用するレーザシステムに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ここで説明するタイプの目に安全なレー
ザ送信機は、一般的に２つの共振器空洞を含んでいる。
第１の共振器空洞はポンプに関連して動作し、第２の共
振器空洞は光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）と関連し
て動作する。２つの共振器の構成は、レーザの動作のた
めに全体で３つの共振器ミラーを必要とする。３つの共
振器ミラーを使用することは、ミラーのアラインメント
をかなり複雑なものにする。
ザ送信機は、一般的に２つの共振器空洞を含んでいる。
第１の共振器空洞はポンプに関連して動作し、第２の共
振器空洞は光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）と関連し
て動作する。２つの共振器の構成は、レーザの動作のた
めに全体で３つの共振器ミラーを必要とする。３つの共
振器ミラーを使用することは、ミラーのアラインメント
をかなり複雑なものにする。
【０００３】アラインメントの懸念に加えて、一般的な
目に安全なレーザは比較的短いＯＰＯ空洞を含んでお
り、これは高いフレネル数となり、レーザビームの全体
的な品質を低下させる。さらに、これらの空洞の空間的
なオーバーラップは、現在の配列によりかなり制限され
ることが多い。
目に安全なレーザは比較的短いＯＰＯ空洞を含んでお
り、これは高いフレネル数となり、レーザビームの全体
的な品質を低下させる。さらに、これらの空洞の空間的
なオーバーラップは、現在の配列によりかなり制限され
ることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、改良され
たレーザシステムを提供することが本発明の目的であ
る。ポンプレーザと光パラメトリック発振器に対して同
じ光空洞を使用するレーザシステムを提供することが本
発明の別の目的である。目に安全なレーザ送信機を動作
させるのに２つの共振器ミラーしか必要としないレーザ
システムを提供することが本発明のさらに別の目的であ
る。目に安全なレーザにおける２つのミラーの光アライ
ンメントを簡単にするレーザシステムを提供することが
本発明のさらに別の目的である。一般的により長い光パ
ラメトリック発振器空洞を有し、それにより改良された
出力ビーム品質を提供するレーザシステムを提供するこ
とが本発明のさらに別の目的である。ポンプと光パラメ
トリック発振器空洞モードの改良された空間オーバーラ
ップを有するレーザシステムを提供することが本発明の
さらに別の目的である。
たレーザシステムを提供することが本発明の目的であ
る。ポンプレーザと光パラメトリック発振器に対して同
じ光空洞を使用するレーザシステムを提供することが本
発明の別の目的である。目に安全なレーザ送信機を動作
させるのに２つの共振器ミラーしか必要としないレーザ
システムを提供することが本発明のさらに別の目的であ
る。目に安全なレーザにおける２つのミラーの光アライ
ンメントを簡単にするレーザシステムを提供することが
本発明のさらに別の目的である。一般的により長い光パ
ラメトリック発振器空洞を有し、それにより改良された
出力ビーム品質を提供するレーザシステムを提供するこ
とが本発明のさらに別の目的である。ポンプと光パラメ
トリック発振器空洞モードの改良された空間オーバーラ
ップを有するレーザシステムを提供することが本発明の
さらに別の目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明にしたがうと、レ
ーザは、共振器空洞内の第１の波長の光を部分的に反射
し、前記共振器空洞内の第２の波長の光を部分的に反射
する少なくとも１端に反射面を有する共振器空洞を備え
ている。ポンプが共振器空洞内に配置され、ポンピング
周波数の光をレーザ媒体に供給する。光パラメトリック
発振器が共振器空洞内に配置され、ポンピング周波数の
光を出力周波数の光に変換する。さらに、光パラメトリ
ック発振器とポンプレーザが共に共振器空洞内に収納さ
れ、共振器空洞、ポンプレーザ、光パラメトリック発振
器が光学的にアラインメントされている。
ーザは、共振器空洞内の第１の波長の光を部分的に反射
し、前記共振器空洞内の第２の波長の光を部分的に反射
する少なくとも１端に反射面を有する共振器空洞を備え
ている。ポンプが共振器空洞内に配置され、ポンピング
周波数の光をレーザ媒体に供給する。光パラメトリック
発振器が共振器空洞内に配置され、ポンピング周波数の
光を出力周波数の光に変換する。さらに、光パラメトリ
ック発振器とポンプレーザが共に共振器空洞内に収納さ
れ、共振器空洞、ポンプレーザ、光パラメトリック発振
器が光学的にアラインメントされている。
【０００６】本発明の付加的な目的、特徴および効果
は、添付した図面を考慮に入れると、以下の説明および
特許請求の範囲から明らかになるであろう。
は、添付した図面を考慮に入れると、以下の説明および
特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１において、レーザシステム10
は、光空洞16の終端を規定する、第１のミラー12と第２
のミラー14を備えている。ミラー12は、1.06ミクロンの
波長を有する光を反射するために高い反射率（ほぼ 100
％）でコーティングされ、1.57ミクロンの波長を有する
光を反射するためにほぼ88％の反射率でコーティングさ
れた内表面18を有している。ミラー14は、1.06ミクロン
の波長を有する光を反射するために高い反射率（ほぼ 1
00％）でコーティングされ、1.57ミクロンの波長を有す
る光を反射するために70％の反射率で部分的コーティン
グされた内表面20を有している。ミラー12および14の内
表面18および20の反射率コーティングは、それぞれポン
プ（1.06ミクロン）と光パラメトリック発振器28（1.57
ミクロン）により放射される光の波長に一致する。ミラ
ー12および14は、ほぼ14センチメートルだけ隔てられて
いることが好ましい。1.57ミクロンで88％の反射率であ
るとして示されているが、ミラー12は1.57ミクロンの光
で 100％の反射率であることが好ましい。さらに、共振
器空洞16の他のすべての構成部品は、一般的に1.06ミク
ロンおよび1.57ミクロンの両方の光を吸収するために反
射防止コーティングされている。
は、光空洞16の終端を規定する、第１のミラー12と第２
のミラー14を備えている。ミラー12は、1.06ミクロンの
波長を有する光を反射するために高い反射率（ほぼ 100
％）でコーティングされ、1.57ミクロンの波長を有する
光を反射するためにほぼ88％の反射率でコーティングさ
れた内表面18を有している。ミラー14は、1.06ミクロン
の波長を有する光を反射するために高い反射率（ほぼ 1
00％）でコーティングされ、1.57ミクロンの波長を有す
る光を反射するために70％の反射率で部分的コーティン
グされた内表面20を有している。ミラー12および14の内
表面18および20の反射率コーティングは、それぞれポン
プ（1.06ミクロン）と光パラメトリック発振器28（1.57
ミクロン）により放射される光の波長に一致する。ミラ
ー12および14は、ほぼ14センチメートルだけ隔てられて
いることが好ましい。1.57ミクロンで88％の反射率であ
るとして示されているが、ミラー12は1.57ミクロンの光
で 100％の反射率であることが好ましい。さらに、共振
器空洞16の他のすべての構成部品は、一般的に1.06ミク
ロンおよび1.57ミクロンの両方の光を吸収するために反
射防止コーティングされている。
【０００８】共振器空洞16の内部内では、2.5 ミリメー
トル×50ミリメートルの大きさのネオジムドープされた
イットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）
ロッド22がフラッシュランプポンピングされている。ロ
ッド22とランプの両方が、反射性セラミックポンプ空洞
内に囲まれていることが好ましい。ロッド22は、1.06ミ
クロンの波長の光に対する利得をもたらす。Ｑスイッチ
24は、予め定められた量のエネルギが吸収されるまで、
1.06ミクロンの光を最初吸収する。Ｑスイッチ24は、そ
して比較的トランスペアレントになり、それによってレ
ーザ作用が開始し、引き続いて1.06ミクロン光として蓄
積されたエネルギの放出を生じさせる。ブルースタープ
レート26は、1.06ミクロン光を直線偏光させる。偏光さ
れた1.06ミクロン光は、十分な強度に達した後に、光パ
ラメトリック発振器（ＯＰＯ）28によって1.57ミクロン
光に変換される。ＯＰＯ28は、能動素子として、図１の
平面から外側に向けて突出しているように示されている
そのＺ軸を有するリン酸チタニルカリウム（ＫＴＰ）結
晶を含んでいる。このＫＴＰ結晶軸方向は、ブルースタ
ープレートの方向と同様に、ＫＴＰに対するタイプＩＩ
位相マッチング条件を、すなわち1.06ミクロンと1.57ミ
クロンの光がＫＴＰのＺ軸と垂直に直線偏光されること
を満たすように予め定められている。したがって図１か
ら、光パラメトリック発振器28とＮｄ：ＹＡＧロッド22
が共通の共振器空洞16を共用していることが分かる。ミ
ラー14の内表面20に適用された反射性コーティングをＯ
ＰＯ28の出力側に適用し、それによりミラー14を除去し
てもよいことに当業者は留意しなければならない。
トル×50ミリメートルの大きさのネオジムドープされた
イットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）
ロッド22がフラッシュランプポンピングされている。ロ
ッド22とランプの両方が、反射性セラミックポンプ空洞
内に囲まれていることが好ましい。ロッド22は、1.06ミ
クロンの波長の光に対する利得をもたらす。Ｑスイッチ
24は、予め定められた量のエネルギが吸収されるまで、
1.06ミクロンの光を最初吸収する。Ｑスイッチ24は、そ
して比較的トランスペアレントになり、それによってレ
ーザ作用が開始し、引き続いて1.06ミクロン光として蓄
積されたエネルギの放出を生じさせる。ブルースタープ
レート26は、1.06ミクロン光を直線偏光させる。偏光さ
れた1.06ミクロン光は、十分な強度に達した後に、光パ
ラメトリック発振器（ＯＰＯ）28によって1.57ミクロン
光に変換される。ＯＰＯ28は、能動素子として、図１の
平面から外側に向けて突出しているように示されている
そのＺ軸を有するリン酸チタニルカリウム（ＫＴＰ）結
晶を含んでいる。このＫＴＰ結晶軸方向は、ブルースタ
ープレートの方向と同様に、ＫＴＰに対するタイプＩＩ
位相マッチング条件を、すなわち1.06ミクロンと1.57ミ
クロンの光がＫＴＰのＺ軸と垂直に直線偏光されること
を満たすように予め定められている。したがって図１か
ら、光パラメトリック発振器28とＮｄ：ＹＡＧロッド22
が共通の共振器空洞16を共用していることが分かる。ミ
ラー14の内表面20に適用された反射性コーティングをＯ
ＰＯ28の出力側に適用し、それによりミラー14を除去し
てもよいことに当業者は留意しなければならない。
【０００９】動作において、Ｎｄ：ＹＡＧロッド22は、
フラッシュランプポンピングされるかまたはダイオード
ポンピングされる。1.06ミクロン光は、0.5 光学的密度
（低強度の透過率）の四価ドープされたクロムイットリ
ウムアルミニウムガーネット（Ｃｒ4+：ＹＡＧ）結晶を
使用して、Ｑスイッチングされる。このＱスイッチを使
用している図１のレーザに対するしきい値は、フラッシ
ュランプに入力される約3.6 ジュールの電気エネルギで
ある。図１で説明されている実施形態では、ミラー14か
ら放射される出力エネルギは約1.2 ミリジュールであ
り、一方、ミラー12から放射される1.57ミクロン光の形
態の出力エネルギは約0.4 ミリジュールである。さら
に、Ｎｄ：ＹＡＧとＣｒ4+：ＹＡＧの表面コーティング
は、1.064 ミクロンで反射防止コーティングされている
が、1.57ミクロンではそのようにされていない。
フラッシュランプポンピングされるかまたはダイオード
ポンピングされる。1.06ミクロン光は、0.5 光学的密度
（低強度の透過率）の四価ドープされたクロムイットリ
ウムアルミニウムガーネット（Ｃｒ4+：ＹＡＧ）結晶を
使用して、Ｑスイッチングされる。このＱスイッチを使
用している図１のレーザに対するしきい値は、フラッシ
ュランプに入力される約3.6 ジュールの電気エネルギで
ある。図１で説明されている実施形態では、ミラー14か
ら放射される出力エネルギは約1.2 ミリジュールであ
り、一方、ミラー12から放射される1.57ミクロン光の形
態の出力エネルギは約0.4 ミリジュールである。さら
に、Ｎｄ：ＹＡＧとＣｒ4+：ＹＡＧの表面コーティング
は、1.064 ミクロンで反射防止コーティングされている
が、1.57ミクロンではそのようにされていない。
【００１０】光パラメトリック発振器信号波長における
Ｃｒ4+：ＹＡＧとＮｄ+ ：ＹＡＧの両者の低い固有損失
は、それぞれ図２と図３の吸収スペクトルにおいて見出
だすことができる。図２と図３に関して特に重要なこと
は、Ｃｒ4+：ＹＡＧ結晶とＮｄ+ ：ＹＡＧ結晶の両者の
1.57ミクロン波長における比較的低い損失である。
Ｃｒ4+：ＹＡＧとＮｄ+ ：ＹＡＧの両者の低い固有損失
は、それぞれ図２と図３の吸収スペクトルにおいて見出
だすことができる。図２と図３に関して特に重要なこと
は、Ｃｒ4+：ＹＡＧ結晶とＮｄ+ ：ＹＡＧ結晶の両者の
1.57ミクロン波長における比較的低い損失である。
【００１１】図４から図６は、単一の光空洞概念を利用
する目に安全なレーザの別の実施形態を図示している。
図４を参照すると、共振器空洞40は、1.06ミクロンの波
長の光を完全に反射し、1.57ミクロンの波長の光を部分
的に反射するために、高い反射率のミラーコーティング
を有する内表面44に配置された単一ミラー42を備えてい
る。共振器空洞40は、コーナーキューブすなわち折返し
プリズム46も備えており、これにより単一ミラーの設計
が可能になる。Ｑスイッチ48は、折返し共振器空洞40の
両方の脚を横切って伸びているＣｒ4+：ＹＡＧ結晶を含
んでいる。Ｎｄ：ＹＡＧロッド58は、フラッシュランプ
ポンピングされる。ロッド58は、1.06ミクロンの波長の
光に対して利得をもたらす。Ｑスイッチ48は、図１に関
して説明したように、1.06ミクロンの光を吸収し、そし
てレーザ動作の開始に引き続いて蓄積されたエネルギを
放出するように動作する。ブルースタープレート50は、
1.06ミクロン光を直線偏光させる。ＯＰＯ52はＫＴＰ結
晶を含んでおり、1.06ミクロン光が十分な強度に到達し
た後に、1.06ミクロン光を1.57ミクロン光に変換する。
1.57ミクロン光は、ミラー42を通して部分的に送られ、
出力レーザビームをもたらす。図４の折返し共振器40に
より実現される特別な効果は、Ｑスイッチ48の挿入前に
共振器が光学的にアレインメントされることである。す
なわち、Ｑスイッチを挿入することは、折返し共振器構
造40のアラインメントを妨げない。
する目に安全なレーザの別の実施形態を図示している。
図４を参照すると、共振器空洞40は、1.06ミクロンの波
長の光を完全に反射し、1.57ミクロンの波長の光を部分
的に反射するために、高い反射率のミラーコーティング
を有する内表面44に配置された単一ミラー42を備えてい
る。共振器空洞40は、コーナーキューブすなわち折返し
プリズム46も備えており、これにより単一ミラーの設計
が可能になる。Ｑスイッチ48は、折返し共振器空洞40の
両方の脚を横切って伸びているＣｒ4+：ＹＡＧ結晶を含
んでいる。Ｎｄ：ＹＡＧロッド58は、フラッシュランプ
ポンピングされる。ロッド58は、1.06ミクロンの波長の
光に対して利得をもたらす。Ｑスイッチ48は、図１に関
して説明したように、1.06ミクロンの光を吸収し、そし
てレーザ動作の開始に引き続いて蓄積されたエネルギを
放出するように動作する。ブルースタープレート50は、
1.06ミクロン光を直線偏光させる。ＯＰＯ52はＫＴＰ結
晶を含んでおり、1.06ミクロン光が十分な強度に到達し
た後に、1.06ミクロン光を1.57ミクロン光に変換する。
1.57ミクロン光は、ミラー42を通して部分的に送られ、
出力レーザビームをもたらす。図４の折返し共振器40に
より実現される特別な効果は、Ｑスイッチ48の挿入前に
共振器が光学的にアレインメントされることである。す
なわち、Ｑスイッチを挿入することは、折返し共振器構
造40のアラインメントを妨げない。
【００１２】図５は、図４のものと同様に構成されてお
り、同様な素子は同様の参照番号を使用して言及されて
いる。図５では、Ｑスイッチ48が折返し共振器空洞40の
１つの脚のみを横切って伸びていることに留意しなけれ
ばならないことを除いて、図５は、図４に関して説明さ
れたのと同じ素子を備えている。図６は、図４および図
５で説明したものと同様に配置された折返し共振器空洞
40を図示している。図６は、Ｑスイッチとブルースター
プレートを結合したもの56をさらに備えており、これ
は、1.06ミクロンの光の強度を増加させることと、1.06
ミクロンの光を偏光することの２重の機能を実行する。
り、同様な素子は同様の参照番号を使用して言及されて
いる。図５では、Ｑスイッチ48が折返し共振器空洞40の
１つの脚のみを横切って伸びていることに留意しなけれ
ばならないことを除いて、図５は、図４に関して説明さ
れたのと同じ素子を備えている。図６は、図４および図
５で説明したものと同様に配置された折返し共振器空洞
40を図示している。図６は、Ｑスイッチとブルースター
プレートを結合したもの56をさらに備えており、これ
は、1.06ミクロンの光の強度を増加させることと、1.06
ミクロンの光を偏光することの２重の機能を実行する。
【００１３】図７を参照すると、図１および図４ないし
図６で説明したようなレーザの１つを含んでいるターゲ
ッティングシステム60が示されている。ターゲッティン
グシステム60は距離プロセッサ62を備えている。距離プ
ロセッサ62は制御信号をレーザ64に供給し、このレーザ
64は、図１および図４ないし図６に関して説明されたよ
うなレーザの内の任意のものである。レーザ64は、目標
にするために選択された物体66に向かう単一（または反
復）パルスを出力する。レーザパルスは物体66で反射し
て、レーザ64の方向に戻ってくる。センサ68が反射パル
スを検出する。センサ68は距離プロセッサ62への入力信
号を供給する。距離プロセッサ62は、レーザ64／センサ
68と物体66との間の距離を決定する。
図６で説明したようなレーザの１つを含んでいるターゲ
ッティングシステム60が示されている。ターゲッティン
グシステム60は距離プロセッサ62を備えている。距離プ
ロセッサ62は制御信号をレーザ64に供給し、このレーザ
64は、図１および図４ないし図６に関して説明されたよ
うなレーザの内の任意のものである。レーザ64は、目標
にするために選択された物体66に向かう単一（または反
復）パルスを出力する。レーザパルスは物体66で反射し
て、レーザ64の方向に戻ってくる。センサ68が反射パル
スを検出する。センサ68は距離プロセッサ62への入力信
号を供給する。距離プロセッサ62は、レーザ64／センサ
68と物体66との間の距離を決定する。
【００１４】距離プロセッサ62は、レーザ64によるパル
スの送信と、センサ68によるパルスの受信との間の時間
差にしたがって距離を決定する。そして距離プロセッサ
62は距離を計算し、ターゲッティング制御装置70に対し
て距離を出力する。ターゲッティング制御装置70は、距
離プロセッサ62により提供された距離と（示されていな
い）他の入力にしたがって、ターゲッティングの解を決
定する。ターゲッティング制御装置70はターゲッティン
グの解を追跡装置72に出力し、追跡装置72の方向は、距
離プロセッサ62により提供された距離情報にしたがって
ターゲッティング制御装置70により制御される。
スの送信と、センサ68によるパルスの受信との間の時間
差にしたがって距離を決定する。そして距離プロセッサ
62は距離を計算し、ターゲッティング制御装置70に対し
て距離を出力する。ターゲッティング制御装置70は、距
離プロセッサ62により提供された距離と（示されていな
い）他の入力にしたがって、ターゲッティングの解を決
定する。ターゲッティング制御装置70はターゲッティン
グの解を追跡装置72に出力し、追跡装置72の方向は、距
離プロセッサ62により提供された距離情報にしたがって
ターゲッティング制御装置70により制御される。
【００１５】本発明のいくつかの重要な観点を以下に説
明する。
明する。
【００１６】１．図１に関して、ミラー12および14、共
振器空洞16、ならびにＮｄ：ＹＡＧロッド22が、レーザ
ポンプを規定することに当業者は留意しなければならな
い。Ｎｄ：ＹＡＧロッドは、ポンプレーザに対する利得
媒体を提供する。Ｑスイッチ24は、ポンプレーザの一部
として選択的に含まれてもよい。同様に、ミラーコーテ
ィングがＯＰＯの出力側に適用された時、そのミラーコ
ーティングがポンプレーザの一部を構成することも当業
者に理解されるであろう。
振器空洞16、ならびにＮｄ：ＹＡＧロッド22が、レーザ
ポンプを規定することに当業者は留意しなければならな
い。Ｎｄ：ＹＡＧロッドは、ポンプレーザに対する利得
媒体を提供する。Ｑスイッチ24は、ポンプレーザの一部
として選択的に含まれてもよい。同様に、ミラーコーテ
ィングがＯＰＯの出力側に適用された時、そのミラーコ
ーティングがポンプレーザの一部を構成することも当業
者に理解されるであろう。
【００１７】２．Ｎｄ：ＹＡＧ以外の材料をＮｄ：ＹＡ
Ｇと取り換えることができることも当業者に理解される
であろう。例えば、バナジウム酸イットリウム（Ｎ
ｄ3 ：ＹＶＯ4 ）またはＹＬＦ（Ｎｄ3+：ＬｉＹＳ4 ）
のいずれかを、容易にＮｄ：ＹＡＧロッドと取り換える
ことができる。これらの材料はＮｄ：ＹＡＧとは異なる
特性を提供し、本発明の特定の応用において魅力があ
る。一般的にロッドは、以下の材料、Ｎｄ，Ｎｄ3+，Ｙ
ｂ3+の１つを含む。
Ｇと取り換えることができることも当業者に理解される
であろう。例えば、バナジウム酸イットリウム（Ｎ
ｄ3 ：ＹＶＯ4 ）またはＹＬＦ（Ｎｄ3+：ＬｉＹＳ4 ）
のいずれかを、容易にＮｄ：ＹＡＧロッドと取り換える
ことができる。これらの材料はＮｄ：ＹＡＧとは異なる
特性を提供し、本発明の特定の応用において魅力があ
る。一般的にロッドは、以下の材料、Ｎｄ，Ｎｄ3+，Ｙ
ｂ3+の１つを含む。
【００１８】３．同様にＯＰＯに関して、他の非線形結
晶をＫＴＰ結晶と取り換えることができる。受入れ可能
な置換の例は、砒酸チタニルカリウム（ＫＴＡ）や、砒
酸チタニルルビジウム（ＲＴＡ）や、砒酸チタニルルビ
ジウムカリウム（ＫＲＴＡ）や、これらに類するものを
含む。これらのさまざまな結晶は、きわどくないマッチ
ング位相条件において、入ってくる波長を目に安全な波
長にシフトする、典型的には1 から1.5 ミクロンシフト
することができる共通の特性を一般的に共有している
が、利用可能な結晶の選択を行うと、特定の応用に対す
るレーザの設計においてより大きな柔軟性をもたらす。
晶をＫＴＰ結晶と取り換えることができる。受入れ可能
な置換の例は、砒酸チタニルカリウム（ＫＴＡ）や、砒
酸チタニルルビジウム（ＲＴＡ）や、砒酸チタニルルビ
ジウムカリウム（ＫＲＴＡ）や、これらに類するものを
含む。これらのさまざまな結晶は、きわどくないマッチ
ング位相条件において、入ってくる波長を目に安全な波
長にシフトする、典型的には1 から1.5 ミクロンシフト
することができる共通の特性を一般的に共有している
が、利用可能な結晶の選択を行うと、特定の応用に対す
るレーザの設計においてより大きな柔軟性をもたらす。
【００１９】４．さらに図１に関して先に説明したよう
に、ポンプレーザのダイオードポンピングを、説明した
ようなフラッシュランプポンピングの代わりのものとし
て使用してもよい。
に、ポンプレーザのダイオードポンピングを、説明した
ようなフラッシュランプポンピングの代わりのものとし
て使用してもよい。
【００２０】前述のことから、ポンプレーザと光パラメ
トリック発振器の両方に対して同じ光共振器空洞を使用
する本発明の構成は、かなり簡単な構成をもたらすこと
が理解できる。より簡単な構成は共振器ミラーをなく
し、これは装置の光学的アラインメントをかなり簡単に
する。簡単になった光学的アラインメントはまた、かな
り長い光パラメトリック発振器空洞をもたらし、この最
終的な結果は、ポンプとＯＰＯ空洞モードのより良い空
間的オーバーラップとなり、これにより改良されたレー
ザ出力が提供される。
トリック発振器の両方に対して同じ光共振器空洞を使用
する本発明の構成は、かなり簡単な構成をもたらすこと
が理解できる。より簡単な構成は共振器ミラーをなく
し、これは装置の光学的アラインメントをかなり簡単に
する。簡単になった光学的アラインメントはまた、かな
り長い光パラメトリック発振器空洞をもたらし、この最
終的な結果は、ポンプとＯＰＯ空洞モードのより良い空
間的オーバーラップとなり、これにより改良されたレー
ザ出力が提供される。
【００２１】ある好ましい実施形態を特に参照して本発
明を説明してきたが、特許請求の範囲の技術的範囲を逸
脱することなく変形や修正をもたらすことができる。
明を説明してきたが、特許請求の範囲の技術的範囲を逸
脱することなく変形や修正をもたらすことができる。
【図１】図１は、本発明の原理にしたがって構成された
レーザシステムの第１の実施形態でである。
レーザシステムの第１の実施形態でである。
【図２】図２は、図１に示されたＱスイッチの吸収スペ
クトルのグラフである。
クトルのグラフである。
【図３】図３は、Ｎｄ：ＹＡＧの吸収スペクトルのグラ
フである。
フである。
【図４】図４は、本発明の原理にしたがって構成された
レーザシステムの第２の実施形態である。
レーザシステムの第２の実施形態である。
【図５】図５は、本発明の原理にしたがって構成された
レーザシステムの第３の実施形態である。
レーザシステムの第３の実施形態である。
【図６】図６は、本発明の原理にしたがって構成された
レーザシステムの第４の実施形態である。
レーザシステムの第４の実施形態である。
【図７】図７は、本発明において説明したレーザシステ
ムを使用する距離処理システムに対するブロック図であ
る。
ムを使用する距離処理システムに対するブロック図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−260761（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196827（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15975（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−360591（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−209162（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/108 G02F 1/39
Claims (2)
- 【請求項１】 共振器空洞内のポンピング周波数の光を
少なくとも部分的に反射し、前記共振器空洞内の出力周
波数の光を部分的に反射する少なくとも１端にある反射
面を有する共振器空洞と、 前記共振器空洞内に配置され、ポンピング周波数の光を
レーザ空洞に供給するポンプレーザと、 前記共振器空洞内に配置され、ポンピング周波数の光を
出力周波数の光に変換する光パラメトリック発振器と、 前記ポンプレーザと光学的にアラインメントされてお
り、ポンピング周波数の光を前記光パラメトリック発振
器と動作するのに適した平面アレインメントに偏光させ
るフィルタとを具備し、 前記光パラメトリック発振器と前記ポンプレーザが共に
前記共振器空洞内に収納され、前記共振器空洞、前記ポ
ンプレーザ、前記光パラメトリック発振器が光学的にア
ラインメントされていることを特徴とするレーザ。 - 【請求項２】 前記ポンプレーザと光学的にアラインメ
ントされており、ポンピング周波数の光の強度を増加さ
せるＱスイッチをさらに具備していることを特徴とする
請求項１記載のレーザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/646,200 US5687186A (en) | 1996-05-07 | 1996-05-07 | Eyesafe laser transmitter with single resonator cavity for both pump laser and optical parametric oscillator |
| US646200 | 1996-05-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065253A JPH1065253A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3217988B2 true JP3217988B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=24592167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11698397A Expired - Fee Related JP3217988B2 (ja) | 1996-05-07 | 1997-05-07 | ポンプレーザと光パラメトリック発振器のための単一共振器空洞を有する目に安全なレーザ送信機 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5687186A (ja) |
| EP (1) | EP0806822B1 (ja) |
| JP (1) | JP3217988B2 (ja) |
| CA (1) | CA2204563C (ja) |
| DE (1) | DE69716160T2 (ja) |
| ES (1) | ES2184003T3 (ja) |
| IL (1) | IL120773A (ja) |
| NO (1) | NO972064L (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5841798A (en) * | 1996-05-07 | 1998-11-24 | Raytheon Company | Eyesafe laser transmitter with brewster angle Q switch in single resonator cavity for both pump laser and optical parametric oscillator |
| US5790303A (en) | 1997-01-23 | 1998-08-04 | Positive Light, Inc. | System for amplifying an optical pulse using a diode-pumped, Q-switched, intracavity-doubled laser to pump an optical amplifier |
| US6122097A (en) * | 1998-04-16 | 2000-09-19 | Positive Light, Inc. | System and method for amplifying an optical pulse using a diode-pumped, Q-switched, extracavity frequency-doubled laser to pump an optical amplifier |
| US6650682B1 (en) | 1999-04-30 | 2003-11-18 | University Of New Mexico | Bi-directional short pulse ring laser |
| US6289031B1 (en) * | 1999-05-14 | 2001-09-11 | Raytheon Company | Integrated lightweight optical bench and miniaturized laser transmitter using same |
| US7068689B2 (en) * | 2001-01-18 | 2006-06-27 | Spectra-Physics Gmbh | Frequency-converted laser apparatus with frequency conversion crystals |
| JP4069894B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2008-04-02 | 三菱電機株式会社 | 固体レーザ装置 |
| US7791739B2 (en) | 2004-04-20 | 2010-09-07 | Lockheed Martin Corporation | System and method to enable eye-safe laser ultrasound detection |
| US7039087B2 (en) * | 2004-05-13 | 2006-05-02 | The United States Of America As Represented By The Department Of The Army | End pumped slab laser cavity |
| US10852432B2 (en) * | 2016-11-15 | 2020-12-01 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Dual mode laser target designator/rangefinder with an optical parametric oscillator-optical parametric amplifier (OPO-OPA) converter |
| US10729496B2 (en) | 2017-11-21 | 2020-08-04 | Cutera, Inc. | Dermatological picosecond laser treatment systems and methods using optical parametric oscillator |
| US11400308B2 (en) | 2017-11-21 | 2022-08-02 | Cutera, Inc. | Dermatological picosecond laser treatment systems and methods using optical parametric oscillator |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5390211A (en) * | 1993-08-24 | 1995-02-14 | Spectra-Physics Lasers, Inc. | Optical parametric oscillator with unstable resonator |
| US5457707A (en) * | 1993-08-24 | 1995-10-10 | Spectra-Physics Lasers, Inc. | Master optical parametric oscillator/power optical parametric oscillator |
-
1996
- 1996-05-07 US US08/646,200 patent/US5687186A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-05-04 IL IL12077397A patent/IL120773A/xx not_active IP Right Cessation
- 1997-05-05 NO NO972064A patent/NO972064L/no not_active Application Discontinuation
- 1997-05-06 DE DE69716160T patent/DE69716160T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-06 ES ES97107417T patent/ES2184003T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-06 CA CA002204563A patent/CA2204563C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-06 EP EP97107417A patent/EP0806822B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-07 JP JP11698397A patent/JP3217988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5687186A (en) | 1997-11-11 |
| CA2204563C (en) | 2001-07-17 |
| IL120773A0 (en) | 1997-09-30 |
| ES2184003T3 (es) | 2003-04-01 |
| IL120773A (en) | 2000-06-01 |
| EP0806822A1 (en) | 1997-11-12 |
| JPH1065253A (ja) | 1998-03-06 |
| EP0806822B1 (en) | 2002-10-09 |
| DE69716160T2 (de) | 2003-06-05 |
| DE69716160D1 (de) | 2002-11-14 |
| NO972064L (no) | 1997-11-10 |
| NO972064D0 (no) | 1997-05-05 |
| CA2204563A1 (en) | 1997-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0715774B1 (en) | Deep blue microlaser | |
| EP0943167B1 (en) | Frequency conversion laser | |
| US6108356A (en) | Intracavity optical parametric oscillators | |
| JPH10506233A (ja) | 受動安定化空胴内２倍化レーザー | |
| JP3217988B2 (ja) | ポンプレーザと光パラメトリック発振器のための単一共振器空洞を有する目に安全なレーザ送信機 | |
| WO1998025327A9 (en) | Frequency conversion laser | |
| US20100074280A1 (en) | Single-longitudinal mode laser with orthogonal-polarization traveling-wave mode | |
| JP3410108B2 (ja) | ポンプレーザと光パラメトリック発振器の両者の単一共振器空洞にブリュースター角度のｑスイッチを有するアイセーフレーザを使用するレンジ発見システム | |
| US5121402A (en) | Multiple element ring laser | |
| KR100269028B1 (ko) | 반일체 고리형 공진기를 이용한 단방향 발진 레이저 장치 | |
| US4796262A (en) | Optical resonator using a passive Q switch or other optical element with low-damage threshold | |
| US5636232A (en) | Optical wavelength converter | |
| US6650685B2 (en) | Single laser transmitter for Q-switched and mode-locked vibration operation | |
| JP3270641B2 (ja) | 固体レーザー | |
| JP3420804B2 (ja) | 固体レーザー | |
| IL143959A (en) | Eyesafe laser transmitter with brewster angle q-switch in single resonator cavity for both pump laser and optical parametric oscillator | |
| EP1281219B1 (en) | Single laser transmitter for q-switched and mode-locked vibration operation | |
| JPH05211369A (ja) | レーザーダイオードポンピング固体レーザー | |
| JPH0758379A (ja) | 固体レーザ装置 | |
| CN113540952A (zh) | 一种高低温环境下即开即用的ld泵浦结构及调q激光器 | |
| JPH0990450A (ja) | 光発振器 | |
| JPH11346019A (ja) | レーザー装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |