JP3218706B2 - Multicolor and ultrashort pulse laser device - Google Patents

Multicolor and ultrashort pulse laser device

Info

Publication number
JP3218706B2
JP3218706B2 JP20070792A JP20070792A JP3218706B2 JP 3218706 B2 JP3218706 B2 JP 3218706B2 JP 20070792 A JP20070792 A JP 20070792A JP 20070792 A JP20070792 A JP 20070792A JP 3218706 B2 JP3218706 B2 JP 3218706B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
laser
pulse
raman
generated
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
Application number
JP20070792A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0621550A (en
Inventor
藤太郎 今坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP20070792A priority Critical patent/JP3218706B2/en
Publication of JPH0621550A publication Critical patent/JPH0621550A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3218706B2 publication Critical patent/JP3218706B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超高速光現象や非線形
光学効果などの基礎的研究分野や、光通信や核融合など
瞬間的に高い密度の光が要求される諸産業分野などに利
用するのに適するパルスレーザ装置に関するものであ
る。
The present invention is used in basic research fields such as ultrafast optical phenomena and non-linear optical effects, and in various industrial fields such as optical communications and nuclear fusion where a momentarily high density of light is required. The present invention relates to a pulse laser device suitable for performing the above.

【0002】[0002]

【従来の技術】光パルス幅Δtとエネルギー幅、すなわ
ちスペクトル幅Δεとの間には、次の(1)式で示され
る不確定性原理が存在する。 Δt・Δε≧h/2π (1) ここで、hはプランクの定数である。短かい光パルス
(Δt)の光を発生させるには、光エネルギー幅(Δ
ε)を大きくする必要がある。このため、短パルス光発
生にはスペクトル幅の広いYAGレーザ、色素レーザ、
チタンサファイアレーザなどが用いられている。超短パ
ルス光を発生させるには、単にスペクトル幅が広いだけ
ではなく、レーザ発振光の縦モードの位相を揃えるこ
と、すなわち位相同期することが必要である。位相同期
のために、レーザ共振器中に周期的に損失を与える光学
素子を挿入するのが普通である。その方式により、現在
30fs(fs=10-15s)程度の光パルスが得られ
ている(Opt. Lett., 10, 131 (1985)参照)。さらに短
かい光パルスを発生させるには、光ファイバと回折格子
やプリズムからなる光圧縮装置が利用されている。その
ような方式により、現在6fsの光パルスが得られてい
る(Opt. Lett., 12, 483 (1987)参照)。
2. Description of the Related Art There is an uncertainty principle expressed by the following equation (1) between an optical pulse width Δt and an energy width, that is, a spectrum width Δε. Δt · Δε ≧ h / 2π (1) where h is Planck's constant. In order to generate light of a short light pulse (Δt), the light energy width (Δ
ε) needs to be increased. For this reason, for short pulse light generation, a YAG laser with a wide spectrum width, a dye laser,
A titanium sapphire laser or the like is used. In order to generate ultrashort pulsed light, it is necessary not only to have a wide spectrum width but also to align the phases of the longitudinal modes of the laser oscillation light, that is, to synchronize the phases. For phase synchronization, it is common to insert optical elements that periodically cause losses in the laser resonator. By this method, a light pulse of about 30 fs (fs = 10 −15 s) is currently obtained (see Opt. Lett., 10, 131 (1985)). In order to generate shorter optical pulses, an optical compression device including an optical fiber and a diffraction grating or a prism is used. With such a method, an optical pulse of 6 fs is currently obtained (see Opt. Lett., 12, 483 (1987)).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】レーザ媒体又は光圧縮
装置として固体又は液体を利用する限り、群速度分散
(波長により光が進む速さに差が生じる現象)により、
光パルスの幅が広がってしまう。通常、これを回折格子
やプリズムで補正して短かい光パルスを発生させるが、
屈折率の波長依存性の3次の項まで補正して前述の6f
sの光パルスが得られている。これを更に短パルス化す
るには、より高次の項まで補正する必要があるが、これ
を実現することは技術的に困難であり、また実現できて
もパルス幅を大幅に短縮することは期待できない。ま
た、その方式では多数の光学素子を利用するので、強い
レーザ光を集光すると光学素子に損傷が起こる。したが
って大出力レーザの短パルス化には適していない。
As long as a solid or liquid is used as a laser medium or an optical compression device, group velocity dispersion (a phenomenon in which the speed at which light travels depending on the wavelength) occurs.
The width of the light pulse is widened. Normally, this is corrected by a diffraction grating or prism to generate a short light pulse.
The above 6f is corrected by correcting up to the third order term of the wavelength dependence of the refractive index.
s light pulses are obtained. In order to further shorten this pulse, it is necessary to correct up to higher-order terms, but it is technically difficult to achieve this, and even if it can be achieved, it is not possible to significantly reduce the pulse width. Can't expect. In addition, since a large number of optical elements are used in that method, if the intense laser light is focused, the optical elements will be damaged. Therefore, it is not suitable for shortening the pulse of a high-power laser.

【0004】一方、気体をレーザ媒体として短パルス光
を発生する方法もあるが、一般に気体レーザは単色な光
を出すので、あまり短パルス化は望めない。例えば、エ
キシマー(ガス)レーザは、比較的エネルギー幅(スペ
クトル幅)が広いことが知られているが、100fs程
度の光パルスが得られているに過ぎない。したがって、
従来の技術の延長では現在より短かい光パルスを発生さ
せることは困難である。本発明は気体をラマン媒体とし
て用い、二色誘導ラマン効果により従来の限界を越える
多色・超短パルス光を発生させることを目的とするもの
である。
[0004] On the other hand, there is a method of generating short pulse light using gas as a laser medium. However, since a gas laser generally emits monochromatic light, it is not expected to shorten the pulse much. For example, an excimer (gas) laser is known to have a relatively wide energy width (spectrum width), but only an optical pulse of about 100 fs is obtained. Therefore,
It is difficult to generate an optical pulse shorter than the current one by extension of the conventional technology. An object of the present invention is to use a gas as a Raman medium and generate polychromatic and ultrashort pulsed light exceeding the conventional limit by the two-color stimulated Raman effect.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、ラマン効果
を起こす気体にフーリエ限界パルスの二波長発振レーザ
光を導入し、多数の回転ラマン光を同時に発生させ、発
生した各発振光の位相同期(強制位相同期)により超短
パルスレーザ光を発生させる。本発明では、また、ラマ
ン効果を起こす気体に非線形光学効果を生じさせる強度
の大きいレーザ光を導入し、多数の回転ラマン光を同時
に発生させ、非線形光学効果による各発振光の位相同期
(自己位相同期)により超短パルスレーザ光を発生させ
る。
According to the present invention, a two-wavelength oscillating laser beam of a Fourier limit pulse is introduced into a gas that causes the Raman effect, and a large number of rotating Raman beams are simultaneously generated. (Forced phase synchronization) generates an ultrashort pulse laser beam. In the present invention, a laser beam having a high intensity that causes a nonlinear optical effect is introduced into a gas that causes the Raman effect, a large number of rotating Raman lights are generated at the same time, and the phase synchronization (self-phase Synchronization) to generate an ultrashort pulse laser beam.

【0006】[0006]

【作用】気体を媒体とするレーザは群速度分散によりパ
ルス幅が広くなることはないが、一般に単色な光を出す
ので、超短パルス光を発生させるのに適していない。し
かし、回転エネルギー分だけ周波数の異なる二波長発振
レーザ光をラマン活性物質に集光すると、多数の回転ラ
マン光を同時に発生させることができる。例えば、ラマ
ン物質としてオルソ水素を用いる場合には、各発振線は
587cm-1(パラ水素の場合には354cm-1)の間
隔で10本以上の発振線が得られるので、広いエネルギ
ー範囲でレーザ発振線を得ることができる。これらの各
発振線を位相同期することにより、超短パルス光が得ら
れる。
A laser using gas as a medium does not increase the pulse width due to group velocity dispersion, but generally emits monochromatic light, and is not suitable for generating ultrashort pulse light. However, when two-wavelength oscillation laser beams having different frequencies by the amount of the rotation energy are condensed on the Raman active material, a large number of rotation Raman beams can be generated simultaneously. For example, since in the case of using the ortho hydrogen as a Raman material, each oscillation line is 10 or more oscillation line at intervals of (354cm -1 in the case of parahydrogen) 587cm -1 is obtained, a laser in a wide energy range An oscillation line can be obtained. By synchronizing the phases of these oscillation lines, an ultrashort pulse light can be obtained.

【0007】[0007]

【実施例】図1は一実施例のレーザ装置を概略的に表わ
したものである。単一波長発振のレーザ光を出す光源と
して色素レーザ2が設けられ、色素レーザ2をポンピン
グするためにエキシマレーザ4が設けられている。エキ
シマレーザ4からのレーザ光は一部が石英板6で反射さ
れて色素レーザ2に導かれている。色素レーザ2からの
レーザ光はプリズム7で曲げられ、その光軸上には半透
鏡8を経て半共振器が配置されている。その半共振器に
は色素セル10、1/4波長板12、集光レンズ14、
加圧水素が充填されたラマンセル16、集光レンズ18
及び光軸に垂直に設けられた反射鏡20が光軸に沿って
配置されている。
FIG. 1 schematically shows a laser apparatus according to one embodiment. A dye laser 2 is provided as a light source that emits laser light of a single wavelength oscillation, and an excimer laser 4 is provided to pump the dye laser 2. A part of the laser light from the excimer laser 4 is reflected by the quartz plate 6 and guided to the dye laser 2. The laser light from the dye laser 2 is bent by a prism 7 and a semi-resonator is arranged on the optical axis via a semi-transparent mirror 8. The half-resonator includes a dye cell 10, a quarter-wave plate 12, a condenser lens 14,
Raman cell 16 filled with pressurized hydrogen, condenser lens 18
Further, a reflecting mirror 20 provided perpendicular to the optical axis is arranged along the optical axis.

【0008】半透鏡8で反射された光の光軸上には、色
素セル22、集光レンズ24、加圧水素が充填されたラ
マンセル26、集光レンズ28及び光軸に対して傾いて
配置された反射鏡30が光軸に沿って配置されている。
エキシマレーザ4からのレーザ光の一部は石英板6を透
過し、そのうちの一部はシリンドリカルレンズ32を経
て色素セル10に入射し、石英板6を透過したレーザ光
の残りは反射鏡34で反射され、シリンドリカルレンズ
36を経て色素セル22に入射している。
A dye cell 22, a condenser lens 24, a Raman cell 26 filled with pressurized hydrogen, a condenser lens 28, and a condenser lens 28 are arranged on the optical axis of the light reflected by the semi-transparent mirror 8. Reflecting mirror 30 is disposed along the optical axis.
A part of the laser light from the excimer laser 4 passes through the quartz plate 6, and a part of the laser light enters the dye cell 10 through the cylindrical lens 32, and the rest of the laser light transmitted through the quartz plate 6 is reflected by the reflecting mirror 34. The reflected light is incident on the dye cell 22 via the cylindrical lens 36.

【0009】反射鏡30で取り出されたレーザ光は反射
鏡38を経て分光器40に入射して分光され、光電子増
倍管42で検出される。光電子増倍管42の検出信号は
ボックスカー積分器44で測定される。エキシマレーザ
4とボックスカー積分器44を同期して動作させるため
に、パルス発生器46からトリガー信号が出力される。
48はボックスカー積分器44の測定結果を記録する記
録計である。光源のエキシマレーザ4ではフーリエ限界
パルス(不確定性原理で決まる極限までエネルギー幅と
パルス幅の両方を狭くした光パルス)の色素レーザを発
振させる。単一光パルスを取り出すには、パルス幅が1
00fs程度以下であることが望ましい。
The laser light extracted by the reflecting mirror 30 is incident on a spectroscope 40 via a reflecting mirror 38 to be split and detected by a photomultiplier 42. The detection signal of the photomultiplier 42 is measured by a boxcar integrator 44. In order to operate the excimer laser 4 and the boxcar integrator 44 in synchronization, a trigger signal is output from the pulse generator 46.
48 is a recorder for recording the measurement result of the boxcar integrator 44. The excimer laser 4 as a light source oscillates a dye laser of a Fourier limit pulse (an optical pulse in which both the energy width and the pulse width are narrowed to the limit determined by the uncertainty principle). To extract a single light pulse, the pulse width must be 1
It is desirably about 00 fs or less.

【0010】次に、本実施例の動作について説明する。
色素レーザ2からの単一波長発振のレーザ光はプリズム
7、半透鏡8を経て半共振器に注入される。半共振器で
は色素セル10で増幅され、1/4波長板12を通して
円偏光となった後、ラマンセル16中の水素に集光され
て回転ラマン光を発生する。基本波と回転ラマン光は反
射鏡20で反射され、再びラマンセル16の水素に集光
して回転ラマン光の効率が上げられる。ラマンセル16
を透過した反射光は1/4波長板12を通して直線偏光
となり、色素セル10で更に増幅される。色素セル10
で増幅された直線偏光のレーザ光は、半透鏡8で一部反
射して色素セル22に入射し、色素セル22を通して更
に増幅された後、集光レンズ24によりラマンセル26
中の水素に集光させられる。ラマンセル26では多数の
回転ラマン光が発生し、多色レーザ光が得られる。この
とき、基本波と回転ラマン光の位相が一致したところで
多色レーザ光の位相が固定され、超短パルスレーザ光と
なる。発生した多色レーザ光は集光レンズ28、反射鏡
30,38を経て分光器40に入射し、光電子増倍管4
2で検出される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The laser light of single wavelength oscillation from the dye laser 2 is injected into the semi-resonator via the prism 7 and the semi-transparent mirror 8. In the semi-resonator, the light is amplified by the dye cell 10 and becomes circularly polarized light through the quarter-wave plate 12, and then condensed by hydrogen in the Raman cell 16 to generate rotational Raman light. The fundamental wave and the rotating Raman light are reflected by the reflecting mirror 20 and condensed on the hydrogen of the Raman cell 16 again to increase the efficiency of the rotating Raman light. Raman cell 16
The reflected light that has passed through becomes a linearly polarized light through the quarter-wave plate 12 and is further amplified in the dye cell 10. Dye cell 10
The linearly-polarized laser light amplified by the laser beam is partially reflected by the semi-transmissive mirror 8 and is incident on the dye cell 22, and is further amplified through the dye cell 22.
It is focused on the hydrogen inside. In the Raman cell 26, a large number of rotating Raman lights are generated, and a polychromatic laser light is obtained. At this time, when the phase of the fundamental wave coincides with the phase of the rotating Raman light, the phase of the polychromatic laser light is fixed, and the laser light becomes an ultrashort pulse laser light. The generated polychromatic laser light is incident on the spectroscope 40 via the condenser lens 28 and the reflecting mirrors 30 and 38, and the photomultiplier 4
2 is detected.

【0011】実施例では単一発振波長のレーザ光が1/
4波長板12を通して円偏光になり、ラマンセル16の
加圧水素を通過させることにより1本の回転ラマン光が
発生する。反射鏡20で反射させて再度1/4波長板1
2を通して直線偏光に戻した後、基本波と回転ラマン光
の二波長発振レーザ光が再度ラマンセル26の加圧水素
に集光されることにより、多数の回転誘導ラマン光が発
生する。このように、円偏光と直線偏光を使い分けるの
は、それぞれ回転ラマン現象と四波混合現象(多数の回
転ラマン線を発生する現象)を効率よく起こすためであ
る。位相同期はラマンセル26で行なわれる。ここでは
二波長発振レーザ光を導入することにより位相同期(強
制位相同期)を行なわせているが、非線形光学効果によ
り直接位相同期(自己位相同期)を行なわせるようにし
てもよい。
In the embodiment, the laser light having a single oscillation wavelength is 1 /
The light becomes circularly polarized light through the four-wavelength plate 12, and passes the pressurized hydrogen of the Raman cell 16 to generate one rotating Raman light. The light is reflected by the reflecting mirror 20 and is again a quarter-wave plate 1
After returning to the linearly polarized light through 2, the two-wavelength oscillation laser light of the fundamental wave and the rotating Raman light is again focused on the pressurized hydrogen of the Raman cell 26, thereby generating a large number of rotation-induced Raman lights. The reason for selectively using the circularly polarized light and the linearly polarized light in this way is to efficiently cause a rotational Raman phenomenon and a four-wave mixing phenomenon (a phenomenon that generates a large number of rotational Raman lines). Phase synchronization is performed in the Raman cell 26. Here, phase synchronization (forced phase synchronization) is performed by introducing a two-wavelength oscillation laser beam, but direct phase synchronization (self-phase synchronization) may be performed by a nonlinear optical effect.

【0012】この実施例により発生した多色レーザ光の
スペクトルを図2に示す。このスペクトルでは11本以
上の回転ラマン光が同時に得られ、そのエネルギー幅は
5870cm-1に及んでいる。
FIG. 2 shows the spectrum of the polychromatic laser light generated by this embodiment. In this spectrum, 11 or more rotating Raman lights are obtained at the same time, and the energy width extends to 5870 cm -1 .

【0013】図3はこのスペクトルをフーリエ変換した
ものであり、縦軸は発光強度、横軸は時間である。これ
によりどの程度の幅の光パルスが得られるかがわかる
が、この結果では6fs程度の光パルスが得られる。
FIG. 3 shows a result of Fourier transform of this spectrum, in which the vertical axis represents light emission intensity and the horizontal axis represents time. By this, it is possible to know what width of the light pulse can be obtained. In this result, a light pulse of about 6 fs is obtained.

【0014】実施例では多色レーザ光発生装置は色素レ
ーザを光源に用いているが、これは波長を自由に変化さ
せるためであり、エキシマーレーザやガラスレーザなど
の波長固定レーザを光源に用いてもよい。しかし、その
場合には発振波長を微細に変化させることはできない。
励起光の強度が大きい場合には、実施例のように円偏光
と直線偏光を使い分けて効率を上げる必要はない。した
がって、初めから楕円偏光を用いて多数の回転ラマン光
を直接発生させてもよい。
In the embodiment, the multicolor laser light generator uses a dye laser as a light source. This is to change the wavelength freely, and a fixed wavelength laser such as an excimer laser or a glass laser is used as a light source. Is also good. However, in that case, the oscillation wavelength cannot be finely changed.
When the intensity of the excitation light is high, it is not necessary to selectively use circularly polarized light and linearly polarized light as in the embodiment to increase the efficiency. Therefore, a large number of rotating Raman lights may be directly generated from the beginning using elliptically polarized light.

【0015】単一の光パルスを得るには励起光源として
100fs程度のフーリエ限界パルスを用いるが、これ
より広いパルス幅のレーザを光源として用いてもよい。
その場合には周期的にパルス(パルス列)が生じる。実
施例では回転ラマン光発生を利用しているが、これは励
起光として必要なフーリエ限界パルスを得やすいためで
あり、振動ラマン光を利用してもよい。その場合にはフ
ーリエ限界パルスの条件がより厳密に要求されるが、さ
らに短かい光パルスの発生が可能となる。その場合に、
単一パルス光を得るには、最初に用いる入射レーザパル
スを予め10fs程度まで狭くしておく必要がある。な
お軟X線領域で電子遷移を利用するラマン効果と四波混
合を用いれば、アット秒(as;1as=10-18s)
の光パルスを発生させることも可能である。
In order to obtain a single light pulse, a Fourier limit pulse of about 100 fs is used as an excitation light source, but a laser having a wider pulse width may be used as a light source.
In that case, a pulse (pulse train) is generated periodically. In the embodiment, the generation of the rotating Raman light is used, but this is because it is easy to obtain the Fourier limit pulse required as the excitation light, and the vibration Raman light may be used. In that case, the condition of the Fourier limit pulse is more strictly required, but a shorter optical pulse can be generated. In that case,
In order to obtain a single pulse light, it is necessary to previously narrow an incident laser pulse to be used to about 10 fs. In addition, if the Raman effect using the electron transition in the soft X-ray region and the four-wave mixing are used, at second (as; 1as = 10 −18 s)
Can be generated.

【0016】導入するレーザ光はラマン物質の回転ある
いは振動ラマン遷移に相当するエネルギー差の二波長発
振レーザ光を用いているが、この整数分の1のエネルギ
ー差の周波数間隔を有する多波長発振レーザを光源とし
て用いてもよい。その場合にはパルス列の間隔が整数倍
広がるため、パルス圧縮率が高くなる。ラマン媒体とし
て実施例では水素を用いているが、これは効率が最も高
いためである。発振線やパルス列の間隔を調整するなど
の目的のため、他のラマン物質を用いてもよい。また、
水素についても、通常のオルソ水素の他、パラ水素を用
いてもよい。その場合にはパルス列の間隔がより広くな
り、単一の光パルスを取り出す上で有利である。しか
し、パラ水素を製造するための低温装置が必要になる。
As the laser beam to be introduced, a two-wavelength oscillation laser beam having an energy difference corresponding to the rotation or oscillation Raman transition of the Raman substance is used. May be used as a light source. In that case, the interval between the pulse trains is increased by an integral multiple, so that the pulse compression ratio increases. In the embodiment, hydrogen is used as the Raman medium because the efficiency is highest. Other Raman substances may be used for the purpose of adjusting the interval between the oscillation line and the pulse train. Also,
As for hydrogen, para-hydrogen may be used in addition to normal ortho-hydrogen. In that case, the interval between the pulse trains becomes wider, which is advantageous in extracting a single optical pulse. However, a low-temperature device for producing para-hydrogen is required.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明のレーザ装置ではレーザ物質とし
て気体を用いているので、群速度分散がなく、パルスの
広がりを補正する必要がない。そのため、固体レーザに
おける短パルス光発生の限界を越えることができる。エ
ネルギー幅、すなわち回転ラマン光の本数は励起光強度
により決まるので、励起光強度を大きくすることによ
り、さらに短パルス光の発生が可能である。したがって
1fs以下の光パルスを発生することもできる。超短パ
ルス光の波長領域は、初めに導入するレーザにより決ま
るので、任意波長の超短パルス光を得ることができる。
特にラマン物質として水素を用いる場合には、真空紫外
領域において超短パルス光を発生することもできる。エ
ネルギー幅をより大きくするには、光エネルギーそのも
のを大きくしておく必要があり、真空紫外光を用いれば
より短かい光パルスの発生が可能となる。多波長発振レ
ーザを使用する場合には、光パルスの圧縮率を大きくす
ることができる。したがって、充分大きな出力のレーザ
光を用いれば、1nsのレーザパルス光を1fsのレー
ザパルス光へと一挙に100万倍も圧縮することが可能
になる。超短パルス光発生の際に光学素子を全く用いな
い。したがって、光学部品への光損傷を懸念する必要が
ない。また、レーザ出力が大きくなった場合は、単にレ
ーザビーム径を大きくすればよいので、核融合用の巨大
レーザにも適用することができる。
According to the laser apparatus of the present invention, since gas is used as a laser substance, there is no group velocity dispersion, and there is no need to correct the pulse spread. Therefore, the limit of short pulse light generation in the solid-state laser can be exceeded. Since the energy width, that is, the number of rotating Raman lights is determined by the intensity of the excitation light, it is possible to generate shorter pulsed light by increasing the intensity of the excitation light. Therefore, an optical pulse of 1 fs or less can be generated. Since the wavelength region of the ultrashort pulse light is determined by the laser to be introduced first, an ultrashort pulse light of an arbitrary wavelength can be obtained.
In particular, when hydrogen is used as the Raman substance, ultrashort pulsed light can be generated in a vacuum ultraviolet region. In order to increase the energy width, it is necessary to increase the light energy itself. If vacuum ultraviolet light is used, a shorter light pulse can be generated. When a multi-wavelength oscillation laser is used, the compression ratio of an optical pulse can be increased. Therefore, if a laser beam having a sufficiently large output is used, it is possible to compress a 1 ns laser pulse beam into a 1 fs laser pulse beam by a factor of 1 million at a stroke. No optical element is used when generating ultrashort pulse light. Therefore, there is no need to worry about optical damage to the optical components. Further, when the laser output is increased, the laser beam diameter may be simply increased, so that the invention can be applied to a giant laser for nuclear fusion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment.

【図2】一実施例により発生する多色レーザ光のスペク
トルを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a spectrum of a polychromatic laser beam generated according to one embodiment.

【図3】図2のスペクトルをフーリエ変換した結果を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a result of Fourier transform of the spectrum of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 色素レーザ 4 エキシマーレーザ 10,22 色素セル 12 1/4波長板 14,18,24,28 集光レンズ 16,26 ラマンセル 20,30 反射鏡 2 Dye laser 4 Excimer laser 10,22 Dye cell 12 Quarter wave plate 14,18,24,28 Condenser lens 16,26 Raman cell 20,30 Reflector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 第53回分析化学討論会 講演要旨集 1B13 p.100−101 Japanese Journal of Applied Physics Vol.30 No.2B(1991)p. 283−285 分光研究 第40巻 第5号(1991) p.291−292 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/108 H01S 3/10 H01S 3/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (56) References 53th Analytical Chemistry Symposium Abstracts 1B13 p. 100-101 Japanese Journal of Applied Physics Vol. 30 No. 2B (1991) pp. 283-285 Spectroscopic Research Vol. 40, No. 5, (1991) p. 291-292 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 3/108 H01S 3/10 H01S 3/30

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ラマン効果を起こす気体にフーリエ限界
パルスの二波長発振レーザ光を導入し、多数の回転ラマ
ン光を同時に発生させ、発生した各発振光の位相同期に
より超短パルスレーザ光を発生させる装置。
1. A two-wavelength oscillation laser beam of a Fourier limit pulse is introduced into a gas that causes the Raman effect, a large number of rotating Raman beams are simultaneously generated, and an ultrashort pulse laser beam is generated by phase synchronization of the generated oscillation beams. Device to make.
【請求項2】 前記二波長発振レーザ光のパルス幅が1
00fs以下程度であることを特徴とする請求項1に記
載の装置。
2. A pulse width of said two-wavelength oscillation laser light is 1
2. The device according to claim 1, wherein the difference is about 00 fs or less.
【請求項3】 前記二波長発振レーザ光は半共振器で生
成されたものであることを特徴とする請求項1又は2に
記載の装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein the two-wavelength oscillation laser light is generated by a half resonator.
【請求項4】 ラマン効果を起こす気体に非線形光学効
果を生じさせる強度の大きいレーザ光を導入し、多数の
回転ラマン光を同時に発生させ、非線形光学効果による
各発振光の位相同期により超短パルスレーザ光を発生さ
せる装置。
4. A laser beam having a high intensity for generating a nonlinear optical effect is introduced into a gas causing the Raman effect, a large number of rotating Raman lights are simultaneously generated, and an ultrashort pulse is generated by phase synchronization of each oscillation light by the nonlinear optical effect. A device that generates laser light.
【請求項5】 前記強度の大きいレーザ光のパルス幅が
100fs以下程度であることを特徴とする請求項4に
記載の装置。
5. The apparatus according to claim 4, wherein a pulse width of the laser beam having a high intensity is about 100 fs or less.
【請求項6】 位相同期をする前記発振光は基本波と回
転ラマン光であることを特徴とする請求項4又は5に記
載の装置。
6. The apparatus according to claim 4, wherein the oscillating light for phase synchronization is a fundamental wave and rotational Raman light.
JP20070792A 1992-07-03 1992-07-03 Multicolor and ultrashort pulse laser device Expired - Fee Related JP3218706B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20070792A JP3218706B2 (en) 1992-07-03 1992-07-03 Multicolor and ultrashort pulse laser device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20070792A JP3218706B2 (en) 1992-07-03 1992-07-03 Multicolor and ultrashort pulse laser device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0621550A JPH0621550A (en) 1994-01-28
JP3218706B2 true JP3218706B2 (en) 2001-10-15

Family

ID=16428892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20070792A Expired - Fee Related JP3218706B2 (en) 1992-07-03 1992-07-03 Multicolor and ultrashort pulse laser device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3218706B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000221549A (en) * 1999-02-02 2000-08-11 Japan Science & Technology Corp Method and device for generation of ultrashort pulse light using raman resonator

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Japanese Journal of Applied Physics Vol.30 No.2B(1991)p.283−285
分光研究 第40巻 第5号(1991)p.291−292
第53回分析化学討論会 講演要旨集 1B13 p.100−101

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0621550A (en) 1994-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kafka et al. Picosecond and femtosecond pulse generation in a regeneratively mode-locked Ti: sapphire laser
JP3909867B2 (en) Laser equipment
Jeys DevelopmentofaMesospheric Sodium Laser Beacon for Atmospheric Adaptive Optics
Zavadilová et al. Picosecond optical parametric oscillator pumped synchronously, intracavity, by a mode-locked Nd: YVO4 laser
US5272717A (en) Single focus backward Raman laser
Bowers et al. Phase locking via Brillouin-enhanced four-wave-mixing phase conjugation
Cabaret et al. High resolution spectroscopy of the hydrogen Lyman-α line Stark structure using a VUV single mode pulsed laser system
JP3218706B2 (en) Multicolor and ultrashort pulse laser device
Rubinov et al. Holographic DFB dye lasers
Taylor et al. Applications of lasers to photoelasticity: Authors describe experiments and give results for using lasers for (1) the scattered-light method,(2) a conventional transmission polariscope with static loads and (3) dynamic photoelasticity
US4306195A (en) Pulse compressor with saturation-matched focusing geometry
Clemens et al. Dual picosecond dye lasers synchronously pumped by a mode locked CW YAG laser
JP3171265B2 (en) Solid-state pulse laser device
Hughes et al. A laser-diode-pumped Nd: glass laser: mode-locked, high power, and single frequency performance
Nagasawa et al. Generation of 30 fs pulses at 635 nm by frequency doubling of cavity-dumped chromium-doped forsterite laser, and its application to spectroscopy
JP2511721B2 (en) Multi-modeman laser system
Bi et al. Stimulated low-frequency Raman scattering of light: An effective way of laser Q-switching
Kurnit et al. Measurement and control of optical nonlinearities of importance to glass laser fusion systems
US6603778B1 (en) Ultrashort pulse light generating method using raman resonator and its device
Chandra et al. Compact, high-brightness solid-state dye laser
Finkelstein et al. The Development of a Tunable, Single-frequency Ultra-violet Laser Source for UV Filtered Rayleigh Scattering
Byer et al. Solid-state laser sources for remote sensing
Lv et al. High energy widely tunable narrow-linewidth Ti: sapphire laser using combined-cavity configuration
Hasuo et al. Measurement of the biexciton level width of CuCl at k∼ 0 with a Ti-sapphire ring laser
Yoshikawa et al. Tunable dye laser with variable pulse width for investigation of nonlinear optical effect

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070810

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080810

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080810

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090810

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090810

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees