JP3270169B2 - レ−ザ発振装置 - Google Patents
レ−ザ発振装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は波長選択素子を用いて
単一縦モ−ド発振のレ−ザ光を得るための波長掃引を行
うレ−ザ発振装置に関する。
単一縦モ−ド発振のレ−ザ光を得るための波長掃引を行
うレ−ザ発振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、ヘンシュ型色素レ−ザ発振装
置において、単一縦モ−ド発振を維持しながら波長掃引
を行う場合、従来は図５に示す構成のレ−ザ発振装置が
採用されていた。すなわち、同図中１は光共振器であ
る。この光共振器１はレ−ザ媒質としての色素セル２の
両端にグレ−テイング３と出力ミラ−４とを所定の間隔
で対峙させて配置してなる。
置において、単一縦モ−ド発振を維持しながら波長掃引
を行う場合、従来は図５に示す構成のレ−ザ発振装置が
採用されていた。すなわち、同図中１は光共振器であ
る。この光共振器１はレ−ザ媒質としての色素セル２の
両端にグレ−テイング３と出力ミラ−４とを所定の間隔
で対峙させて配置してなる。
【０００３】上記色素セル２とグレ−テイング３との間
には、プリズム式のビ−ム拡大器５とエタロン６とが設
けられている。上記色素セル２は励起光Ｓによって励起
される。それによって、上記色素セル２からはレ−ザ光
Ｌが発生するようになっている。色素セル２から発生し
たレ−ザ光Ｌはビ−ム拡大器５でビ−ム径が拡大され、
エタロン６とグレ−テイング３とで波長選択されて上記
出力ミラ−４から発振出力される。この出力ミラ−４か
ら出力されたレ−ザ光Ｌは出力モニタ７によって出力が
検出され、その検出信号はフィ−ドバック装置８に入力
されるようになっている。
には、プリズム式のビ−ム拡大器５とエタロン６とが設
けられている。上記色素セル２は励起光Ｓによって励起
される。それによって、上記色素セル２からはレ−ザ光
Ｌが発生するようになっている。色素セル２から発生し
たレ−ザ光Ｌはビ−ム拡大器５でビ−ム径が拡大され、
エタロン６とグレ−テイング３とで波長選択されて上記
出力ミラ−４から発振出力される。この出力ミラ−４か
ら出力されたレ−ザ光Ｌは出力モニタ７によって出力が
検出され、その検出信号はフィ−ドバック装置８に入力
されるようになっている。
【０００４】上記出力ミラ−４にはピエゾ素子からなる
第１のプッシャ９が設けられている。この第１のプシャ
９は、上記フィ−ドバック装置８からの駆動信号によっ
て作動し、上記出力ミラ−４を上記光共振器１の光軸方
向に沿って駆動する。それによって、出力ミラ−４から
出力されるレ−ザ光Ｌの縦モ−ド間隔を変えることがで
きるようになっている。
第１のプッシャ９が設けられている。この第１のプシャ
９は、上記フィ−ドバック装置８からの駆動信号によっ
て作動し、上記出力ミラ−４を上記光共振器１の光軸方
向に沿って駆動する。それによって、出力ミラ−４から
出力されるレ−ザ光Ｌの縦モ−ド間隔を変えることがで
きるようになっている。
【０００５】上記エタロン６は、第２のプッシャ１１に
よって上記光軸方向に沿って駆動されるとともに、第１
のピエゾモ−タ１２によって上記光軸を中心として回転
駆動されるようになっている。上記第２のプッシャ１１
と上記第１のピエゾモ−タ１２は、上記フィ−ドバック
装置８からの駆動信号によって駆動されるようになって
いる。
よって上記光軸方向に沿って駆動されるとともに、第１
のピエゾモ−タ１２によって上記光軸を中心として回転
駆動されるようになっている。上記第２のプッシャ１１
と上記第１のピエゾモ−タ１２は、上記フィ−ドバック
装置８からの駆動信号によって駆動されるようになって
いる。
【０００６】上記グレ−テイング３は第２のピエゾモ−
タ１３によって上記光軸を中心として微小範囲内で回転
駆動されるようになっている。上記第２のピエゾモ−タ
１３は、上記フィ−ドバック装置８からの駆動信号によ
って駆動される。
タ１３によって上記光軸を中心として微小範囲内で回転
駆動されるようになっている。上記第２のピエゾモ−タ
１３は、上記フィ−ドバック装置８からの駆動信号によ
って駆動される。
【０００７】このような構成のレ−ザ発振装置におい
て、出力ミラ−４から出力されるレ−ザ光Ｌの波長掃引
は、まず、出力ミラ−４を第１のプッシャ９で駆動し、
縦モ−ド間隔を微少に変えることで行う。しかしなが
ら、縦モ−ド間隔が変わると、図４（ａ）に示すように
グレ−テイング３とエタロン６との選択帯域に２本の縦
モ−ドが存在し、単一の縦モ−ド発振にならないという
ことがある。
て、出力ミラ−４から出力されるレ−ザ光Ｌの波長掃引
は、まず、出力ミラ−４を第１のプッシャ９で駆動し、
縦モ−ド間隔を微少に変えることで行う。しかしなが
ら、縦モ−ド間隔が変わると、図４（ａ）に示すように
グレ−テイング３とエタロン６との選択帯域に２本の縦
モ−ドが存在し、単一の縦モ−ド発振にならないという
ことがある。
【０００８】そのような場合には、掃引中においても単
一縦モ−ド発振を維持するため、出力モニタ７が検出す
る検出信号によって第１のピエゾモ−タ１２を駆動し、
図４（ｂ）に示すように上記縦モ−ドにエタロン６の透
過ピ−クを一致させることで、単一縦モ−ド発振を維持
した波長の掃引を行なうようにしている。しかしなが
ら、縦モ−ドに同期してエタロン６の角度を変えて行
き、掃引範囲が大きくなると、同図（ｂ）に示すように
グレ−テイング３の選択ピ−クからエタロン６と縦モ−
ドの選択ピ−クとがずれ、同図（ｂ）のビ−ムパタ−ン
に示すようにレ−ザ光Ｌの光軸に変化（ずれ）が生じ
る。
一縦モ−ド発振を維持するため、出力モニタ７が検出す
る検出信号によって第１のピエゾモ−タ１２を駆動し、
図４（ｂ）に示すように上記縦モ−ドにエタロン６の透
過ピ−クを一致させることで、単一縦モ−ド発振を維持
した波長の掃引を行なうようにしている。しかしなが
ら、縦モ−ドに同期してエタロン６の角度を変えて行
き、掃引範囲が大きくなると、同図（ｂ）に示すように
グレ−テイング３の選択ピ−クからエタロン６と縦モ−
ドの選択ピ−クとがずれ、同図（ｂ）のビ−ムパタ−ン
に示すようにレ−ザ光Ｌの光軸に変化（ずれ）が生じ
る。
【０００９】さらに、エタロン６の角度を変えて行く
と、同図（ｃ）に示すようにグレ−テイング３の選択帯
域に２つのエタロン６の選択帯域が存在するようにな
る。その場合には、エタロン６の２つの選択帯域にある
縦モ−ドが発振可能となるから、２つの波長でレ−ザ発
振が起きるということになる。
と、同図（ｃ）に示すようにグレ−テイング３の選択帯
域に２つのエタロン６の選択帯域が存在するようにな
る。その場合には、エタロン６の２つの選択帯域にある
縦モ−ドが発振可能となるから、２つの波長でレ−ザ発
振が起きるということになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のレ
−ザ発振装置は、出力ミラ−４により縦モ−ド間隔の制
御に同期させてエタロンを駆動する構成であったので、
掃引範囲が広くなった場合、グレ−テイングの選択帯域
のピ−クからエタロンと縦モ−ドの選択ピ−クがずれて
光軸変化が生じたり、グレ−テイングの選択帯域に２つ
のエタロン選択帯域が存在するなどのことがあった。
−ザ発振装置は、出力ミラ−４により縦モ−ド間隔の制
御に同期させてエタロンを駆動する構成であったので、
掃引範囲が広くなった場合、グレ−テイングの選択帯域
のピ−クからエタロンと縦モ−ドの選択ピ−クがずれて
光軸変化が生じたり、グレ−テイングの選択帯域に２つ
のエタロン選択帯域が存在するなどのことがあった。
【００１１】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、掃引範囲が広くなって
も、単一縦モード発振を維持することができるようにし
たレーザ発振装置を提供することにある。
で、その目的とするところは、掃引範囲が広くなって
も、単一縦モード発振を維持することができるようにし
たレーザ発振装置を提供することにある。
【００１２】
【００１３】請求項１の発明は、レーザ媒質を挟んで対
峙して配置されたグレーテイングと出力ミラーとからな
る光共振器と、この光共振器内の上記レーザ媒質とグレ
ーテイングとの間に設けられたエタロンと、上記出力ミ
ラーを上記光共振器の光軸方向に駆動してこの出力ミラ
ーから出力されるレーザ光の縦モード間隔を変える第１
の駆動手段と、上記出力ミラーから出力されるレーザ光
の出力を検出する出力モニタと、この出力モニタが検出
するレーザ光の出力に同期して上記エタロンの上記光共
振器の光軸に対する角度を変える第２の駆動手段と、上
記出力ミラーから出力されるレーザ光の光軸を検出する
光軸モニタと、この光軸モニタからの検出信号によって
上記グレーテイングの上記光軸に対する角度を変える第
３の駆動手段とを備え、上記第１の駆動手段により上記
縦モードを変えて波長掃引を行いながら、上記第２及び
第３の駆動手段により単一縦モード発振を維持するレー
ザ発振装置であって、上記光軸モニタは、上記レーザ光
のビームパターンを検出する画像処理手段を備えるとと
もに、このビームパターンが２つに分裂したときに上記
第３の駆動手段は駆動されるように構成されていること
を特徴とするレーザ発振装置にある。
峙して配置されたグレーテイングと出力ミラーとからな
る光共振器と、この光共振器内の上記レーザ媒質とグレ
ーテイングとの間に設けられたエタロンと、上記出力ミ
ラーを上記光共振器の光軸方向に駆動してこの出力ミラ
ーから出力されるレーザ光の縦モード間隔を変える第１
の駆動手段と、上記出力ミラーから出力されるレーザ光
の出力を検出する出力モニタと、この出力モニタが検出
するレーザ光の出力に同期して上記エタロンの上記光共
振器の光軸に対する角度を変える第２の駆動手段と、上
記出力ミラーから出力されるレーザ光の光軸を検出する
光軸モニタと、この光軸モニタからの検出信号によって
上記グレーテイングの上記光軸に対する角度を変える第
３の駆動手段とを備え、上記第１の駆動手段により上記
縦モードを変えて波長掃引を行いながら、上記第２及び
第３の駆動手段により単一縦モード発振を維持するレー
ザ発振装置であって、上記光軸モニタは、上記レーザ光
のビームパターンを検出する画像処理手段を備えるとと
もに、このビームパターンが２つに分裂したときに上記
第３の駆動手段は駆動されるように構成されていること
を特徴とするレーザ発振装置にある。
【００１４】
【００１５】
【作用】この発明によれば、光軸モニタが検出するレー
ザ光の光軸のずれに応じてグレーテイングが駆動され、
その選択ピークがエタロンと縦モードの選択ピークに一
致させられるから、レーザ光の光軸が変化するのを防止
でき、さらにグレーテイングの選択帯域に２つのエタロ
ン選択帯域が存在する場合、そのことが画像処理手段に
よって検出されるから、その検出信号でグレーテイング
を駆動することで、その選択ピークをエタロンの選択ピ
ークに一致させることができる。
ザ光の光軸のずれに応じてグレーテイングが駆動され、
その選択ピークがエタロンと縦モードの選択ピークに一
致させられるから、レーザ光の光軸が変化するのを防止
でき、さらにグレーテイングの選択帯域に２つのエタロ
ン選択帯域が存在する場合、そのことが画像処理手段に
よって検出されるから、その検出信号でグレーテイング
を駆動することで、その選択ピークをエタロンの選択ピ
ークに一致させることができる。
【００１６】
【００１７】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図１乃至図３を
参照して説明する。なお、図５に示す従来構造と同一部
分には同一記号を付して説明を省略する。
参照して説明する。なお、図５に示す従来構造と同一部
分には同一記号を付して説明を省略する。
【００１８】すなわち、この実施例は出力ミラ−４と出
力モニタ７との間のレ−ザ光Ｌの光路に、第１のサンプ
リングミラ−２１と第２のサンプリングミラ−２２とが
それぞれ４５度の角度で傾斜して配置されている。これ
らサンプリングンミラ−２１、２２はレ−ザ光Ｌの一部
を反射し、大半を透過する構成となっている。
力モニタ７との間のレ−ザ光Ｌの光路に、第１のサンプ
リングミラ−２１と第２のサンプリングミラ−２２とが
それぞれ４５度の角度で傾斜して配置されている。これ
らサンプリングンミラ−２１、２２はレ−ザ光Ｌの一部
を反射し、大半を透過する構成となっている。
【００１９】上記第１のサンプリングミラ−２１で反射
したレ−ザ光Ｌは光軸モニタ２３に入射する。この光軸
モニタ２３は図２に示すように平板状のシリコンの表面
にＰ層２３ａ、裏面にＮ層２３ｂ、中間にあるＩ層２３
ｃの３層構造をなしている。この光軸モニタ２３のＰ層
２３ａにレ−ザ光Ｌが入射すると、入射位置には光エネ
ルギに比例した電荷が発生する。発生した電荷は光電流
としてＰ層２３ａを通ってこのＰ層２３ａの両端部に設
けられた一対の電極２４、２５から取出される。
したレ−ザ光Ｌは光軸モニタ２３に入射する。この光軸
モニタ２３は図２に示すように平板状のシリコンの表面
にＰ層２３ａ、裏面にＮ層２３ｂ、中間にあるＩ層２３
ｃの３層構造をなしている。この光軸モニタ２３のＰ層
２３ａにレ−ザ光Ｌが入射すると、入射位置には光エネ
ルギに比例した電荷が発生する。発生した電荷は光電流
としてＰ層２３ａを通ってこのＰ層２３ａの両端部に設
けられた一対の電極２４、２５から取出される。
【００２０】上記Ｐ層２３ａは全面に均一な抵抗値を持
つよう作られているので、光電流は電極２４、２５の距
離（抵抗値）に逆比例してそれぞれ取出される。したが
って、上記光軸モニタ２３にレ−ザ光Ｌが入射すると、
上記電極２４、２５が検出する電流値によってその入射
位置を計測できることになる。つまり、レ−ザ光Ｌの光
軸の変化を検出できる。上記光軸モニタ２３が検出した
レ−ザ光Ｌの光軸の変化はフィ−ドバック装置８に入力
され、その検出信号に基づいてグレ−テイング３が後述
するごとく駆動制御されるようになっている。
つよう作られているので、光電流は電極２４、２５の距
離（抵抗値）に逆比例してそれぞれ取出される。したが
って、上記光軸モニタ２３にレ−ザ光Ｌが入射すると、
上記電極２４、２５が検出する電流値によってその入射
位置を計測できることになる。つまり、レ−ザ光Ｌの光
軸の変化を検出できる。上記光軸モニタ２３が検出した
レ−ザ光Ｌの光軸の変化はフィ−ドバック装置８に入力
され、その検出信号に基づいてグレ−テイング３が後述
するごとく駆動制御されるようになっている。
【００２１】上記第２のサンプリングミラ−２１で反射
したレ−ザ光Ｌはスクリ−ン２６を通って撮像装置２７
に入射する。この撮像装置２７では上記レ−ザ光Ｌのパ
タ−ンが撮像され、その撮像信号は、上記撮像装置２７
とで画像処理手段を構成する画像処理装置２８に入射し
て処理される。この画像処理装置２８からの検出信号は
上記フィ−ドバック装置８に入力され、その検出信号に
基づいて上記グレ−テイング３が後述するごとく駆動制
御されるようになっている。
したレ−ザ光Ｌはスクリ−ン２６を通って撮像装置２７
に入射する。この撮像装置２７では上記レ−ザ光Ｌのパ
タ−ンが撮像され、その撮像信号は、上記撮像装置２７
とで画像処理手段を構成する画像処理装置２８に入射し
て処理される。この画像処理装置２８からの検出信号は
上記フィ−ドバック装置８に入力され、その検出信号に
基づいて上記グレ−テイング３が後述するごとく駆動制
御されるようになっている。
【００２２】このような構成の色素レ−ザ発振装置にお
いては、レ−ザ発振が開始されると同時に、光軸モニタ
２３によってレ−ザ光Ｌの光軸の変化が検出されるとと
もに、撮像装置２７および画像処理装置２８によってレ
−ザ光Ｌのパタ−ンが検出される。そして、これらの検
出信号がフィ−ドバック装置８に入力される。
いては、レ−ザ発振が開始されると同時に、光軸モニタ
２３によってレ−ザ光Ｌの光軸の変化が検出されるとと
もに、撮像装置２７および画像処理装置２８によってレ
−ザ光Ｌのパタ−ンが検出される。そして、これらの検
出信号がフィ−ドバック装置８に入力される。
【００２３】波長掃引を行うために、上記フィ−ドバッ
ク装置８から第１のプッシャ９に駆動信号を出力し、出
力ミラ−４を駆動することで、縦モ−ド間隔を変える。
縦モ−ド間隔を変えることで、図４（ａ）に示すように
グレ−テイング３とエタロン６との選択帯域に２本の縦
モ−ドが存在し、単一縦モ−ドにならないことがある。
その場合、そのことが出力モニタ７で検出され、その検
出信号がフィ−ドバック装置８に入力される。それによ
って、フィ−ドバック装置８は第１のピエゾモ−タ１２
に駆動信号を出力し、エタロン６を微少角度回転させ
る。
ク装置８から第１のプッシャ９に駆動信号を出力し、出
力ミラ−４を駆動することで、縦モ−ド間隔を変える。
縦モ−ド間隔を変えることで、図４（ａ）に示すように
グレ−テイング３とエタロン６との選択帯域に２本の縦
モ−ドが存在し、単一縦モ−ドにならないことがある。
その場合、そのことが出力モニタ７で検出され、その検
出信号がフィ−ドバック装置８に入力される。それによ
って、フィ−ドバック装置８は第１のピエゾモ−タ１２
に駆動信号を出力し、エタロン６を微少角度回転させ
る。
【００２４】エタロン６が回転すると、図４（ｂ）に示
すように、その透過ピ−クを上記縦モ−ドに一致させる
ことができるから、単一縦モ−ド発振を維持することが
できる。しかしながら、掃引範囲が大きくなると、グレ
−テイング３の選択ピ−クからエタロン６と縦モ−ドと
の選択ピ−クがずれ、レ−ザ光Ｌの光軸に変化が生じ
る。
すように、その透過ピ−クを上記縦モ−ドに一致させる
ことができるから、単一縦モ−ド発振を維持することが
できる。しかしながら、掃引範囲が大きくなると、グレ
−テイング３の選択ピ−クからエタロン６と縦モ−ドと
の選択ピ−クがずれ、レ−ザ光Ｌの光軸に変化が生じ
る。
【００２５】レ−ザ光Ｌの光軸が変化すると、そのこと
が光軸モニタ２３によって検出され、その検出信号がフ
ィ−ドバック装置８に入力される。フィ−ドバック装置
８は、上記光軸モニタ２３からの検出信号に基づいた駆
動信号を第２のピエゾモ−タ１３に出力し、グレ−テイ
ング３を後述する演算によって微少角度回転させる。そ
れにより、図４（ｄ）に示すようにグレ−テイング３に
よる選択ピ−クをエタロン６と縦モ−ドとの選択ピ−ク
に一致させることができるから、掃引範囲が大きくなっ
ても、単一縦モ−ド発振とすることができる。
が光軸モニタ２３によって検出され、その検出信号がフ
ィ−ドバック装置８に入力される。フィ−ドバック装置
８は、上記光軸モニタ２３からの検出信号に基づいた駆
動信号を第２のピエゾモ−タ１３に出力し、グレ−テイ
ング３を後述する演算によって微少角度回転させる。そ
れにより、図４（ｄ）に示すようにグレ−テイング３に
よる選択ピ−クをエタロン６と縦モ−ドとの選択ピ−ク
に一致させることができるから、掃引範囲が大きくなっ
ても、単一縦モ−ド発振とすることができる。
【００２６】図４（ｂ）に示すレ−ザ光の光軸にずれが
生じた状態で、さらにエタロン６が駆動されて図４
（ｃ）に示すようにグレ−テイング３の選択帯域に２つ
の選択帯域が存在すると、２つの波長でレ−ザ発振が起
きるパタ−ンとなる。そのようなパタ−ンとなると、光
軸モニタ２３の一対の電極２４、２５の中心位置に対し
て２つのレ−ザ光Ｌの光軸が対称に入射する。そのた
め、一対の電極２４、２５が検出する電流値が一致する
から、上記光軸モニタ２３は光軸のずれを検出できなく
なる。
生じた状態で、さらにエタロン６が駆動されて図４
（ｃ）に示すようにグレ−テイング３の選択帯域に２つ
の選択帯域が存在すると、２つの波長でレ−ザ発振が起
きるパタ−ンとなる。そのようなパタ−ンとなると、光
軸モニタ２３の一対の電極２４、２５の中心位置に対し
て２つのレ−ザ光Ｌの光軸が対称に入射する。そのた
め、一対の電極２４、２５が検出する電流値が一致する
から、上記光軸モニタ２３は光軸のずれを検出できなく
なる。
【００２７】このような、レ−ザ光Ｌのパタ−ンの変化
は、撮像装置２７で撮像されて画像処理装置２８で処理
されたのち、その検出信号がフィ−ドバック装置８に入
力されている。そのため、図４（ｃ）に示すように２つ
の波長でレ−ザ光Ｌが発振されると、そのことが撮像装
置２７で撮像されて画像処理装置２８で検出され、その
検出信号が上記フィ−ドバック装置８に入力される。
は、撮像装置２７で撮像されて画像処理装置２８で処理
されたのち、その検出信号がフィ−ドバック装置８に入
力されている。そのため、図４（ｃ）に示すように２つ
の波長でレ−ザ光Ｌが発振されると、そのことが撮像装
置２７で撮像されて画像処理装置２８で検出され、その
検出信号が上記フィ−ドバック装置８に入力される。
【００２８】つまり、光軸モニタ２３では検出すること
が難しい、２つの波長でのレ−ザ光Ｌの発振パタ−ン
を、上記撮像装置２７と画像処理装置２８とで検出する
ことができる。そして、その検出信号に基づき、フィ−
ドバック装置８から第２のピエゾモ−タ１３に駆動信号
が出力されるから、図４（ｄ）に示すようにグレ−テイ
ング３の選択ピ−クを、エタロン６と縦モ−ドとの選択
ピ−クに一致させることができる。それによって、掃引
範囲が広くなっても、単一縦モ−ド発振を維持すること
ができる。
が難しい、２つの波長でのレ−ザ光Ｌの発振パタ−ン
を、上記撮像装置２７と画像処理装置２８とで検出する
ことができる。そして、その検出信号に基づき、フィ−
ドバック装置８から第２のピエゾモ−タ１３に駆動信号
が出力されるから、図４（ｄ）に示すようにグレ−テイ
ング３の選択ピ−クを、エタロン６と縦モ−ドとの選択
ピ−クに一致させることができる。それによって、掃引
範囲が広くなっても、単一縦モ−ド発振を維持すること
ができる。
【００２９】上記光軸モニタ２３からの検出信号によっ
てグレ−テイング３を回転させるための演算処理は次の
ように行われる。まず、光共振器１内に設けられたビ−
ム拡大器５の拡大倍率を４０倍とすると、ビ−ム拡大器
５とグレ−テイング３との間におけるレ−ザ光Ｌの広が
り角は１／４０となる。よって、図３にδθで示す光軸
変化量は、 δθ＝１／４０ …（１）式 となる。
てグレ−テイング３を回転させるための演算処理は次の
ように行われる。まず、光共振器１内に設けられたビ−
ム拡大器５の拡大倍率を４０倍とすると、ビ−ム拡大器
５とグレ−テイング３との間におけるレ−ザ光Ｌの広が
り角は１／４０となる。よって、図３にδθで示す光軸
変化量は、 δθ＝１／４０ …（１）式 となる。
【００３０】そこで、フィ−ドバック装置８でこれを考
慮して光軸変化量の１／４０に相当する量だけ第２のピ
エゾモ−タ１３を駆動し、グレ−テイング３の角度を変
えて光軸を補正することで、グレ−テイグ３の選択範囲
内にエタロン６の２つの選択帯域が存在することを抑制
することができる。
慮して光軸変化量の１／４０に相当する量だけ第２のピ
エゾモ−タ１３を駆動し、グレ−テイング３の角度を変
えて光軸を補正することで、グレ−テイグ３の選択範囲
内にエタロン６の２つの選択帯域が存在することを抑制
することができる。
【００３１】すなわち、いま、出射光軸に１mradの変化
が生じたとすると、グレーテイング３には１／４０mrad
の光軸変化をもたらす。図３に示すようにグレーテイン
グ３を、長さＬのアーム３１を介して上記第２のピエゾ
モータ１３で駆動する構成とし、レーザ光Ｌのグレーテ
イング３に対する入射角度をθ、上記アーム３１の取り
付け角度をθ０ 、光軸変化量をδθとすると、上記第
２のピエゾモータ１３の駆動量δｒとこれらとの関係
は、 δｒ＝Ｌsin（θ＋θ０ ）・δθ …（２）式 となる。いま、θ＝１．２３rad、θ０ ＝０．３４ra
d、Ｌ＝mm、δθ＝１／４０mradとすると、上記（２）
式より、δｒ＝２．５×１０−６mとなる。
が生じたとすると、グレーテイング３には１／４０mrad
の光軸変化をもたらす。図３に示すようにグレーテイン
グ３を、長さＬのアーム３１を介して上記第２のピエゾ
モータ１３で駆動する構成とし、レーザ光Ｌのグレーテ
イング３に対する入射角度をθ、上記アーム３１の取り
付け角度をθ０ 、光軸変化量をδθとすると、上記第
２のピエゾモータ１３の駆動量δｒとこれらとの関係
は、 δｒ＝Ｌsin（θ＋θ０ ）・δθ …（２）式 となる。いま、θ＝１．２３rad、θ０ ＝０．３４ra
d、Ｌ＝mm、δθ＝１／４０mradとすると、上記（２）
式より、δｒ＝２．５×１０−６mとなる。
【００３２】したがって、レ−ザ光Ｌの光軸に１mradの
変化が生じたとすれば、上記ビ−ム拡大器５の倍率と上
記（２）式の関係に基づいてフィ−ドバック装置８で演
算し、上記第２のピエゾモ−タ１３を2.5 μｍ駆動する
ことで、レ−ザ光Ｌの光軸を元に戻す、つまりグレ−テ
イング３の選択ピ−クをエタロン６の選択ピ−クに一致
させることができる。
変化が生じたとすれば、上記ビ−ム拡大器５の倍率と上
記（２）式の関係に基づいてフィ−ドバック装置８で演
算し、上記第２のピエゾモ−タ１３を2.5 μｍ駆動する
ことで、レ−ザ光Ｌの光軸を元に戻す、つまりグレ−テ
イング３の選択ピ−クをエタロン６の選択ピ−クに一致
させることができる。
【００３３】また、グレ−テイング３を駆動する第２の
ピエゾモ−タ１３の最小駆動分解能は現在のレベルでは
0.1 μｍが限界であるため、エタロン６と縦モ−ドに対
するグレ−テイング３の同期の限界は上記（２）式およ
びビ−ム拡大器５の倍率より、出射角にして１μｍrad
、下記（３）式より周波数にして170 ＭＨｚ程度にな
る。エタロン６のＦＳＲ（free spectral range ）が30
ＧＨｚであるとすれば、十分な分解能であり、波長掃引
時にグレ−テイング３の選択帯域内にエンタロン６の２
つの選択帯が存在することを抑止可能となる。光軸の変
化も１μｍrad 程度に抑えることができ、掃引時の増幅
器に対する光軸変化を防ぐことができる。 δｒ＝−Ｌｍλ2 sin （θ＋θ0 ）δν／２ｄcos θ …（３）式 ただし、λ：発信波長、δν：周波数変化量、ｄ：グレ
−テング溝の間隔である。
ピエゾモ−タ１３の最小駆動分解能は現在のレベルでは
0.1 μｍが限界であるため、エタロン６と縦モ−ドに対
するグレ−テイング３の同期の限界は上記（２）式およ
びビ−ム拡大器５の倍率より、出射角にして１μｍrad
、下記（３）式より周波数にして170 ＭＨｚ程度にな
る。エタロン６のＦＳＲ（free spectral range ）が30
ＧＨｚであるとすれば、十分な分解能であり、波長掃引
時にグレ−テイング３の選択帯域内にエンタロン６の２
つの選択帯が存在することを抑止可能となる。光軸の変
化も１μｍrad 程度に抑えることができ、掃引時の増幅
器に対する光軸変化を防ぐことができる。 δｒ＝−Ｌｍλ2 sin （θ＋θ0 ）δν／２ｄcos θ …（３）式 ただし、λ：発信波長、δν：周波数変化量、ｄ：グレ
−テング溝の間隔である。
【００３４】また、発振装置の設計に応じてビ−ム拡大
器５の倍率、θ、θ0 、Ｌの各定数の値が変わるが、そ
の際にはフィ−ドバック装置８の制御定数を変更するこ
とで対応すればよい。したがって、単一縦モ−ド発振を
維持して広範囲の波長掃引が可能となる。
器５の倍率、θ、θ0 、Ｌの各定数の値が変わるが、そ
の際にはフィ−ドバック装置８の制御定数を変更するこ
とで対応すればよい。したがって、単一縦モ−ド発振を
維持して広範囲の波長掃引が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、広
範囲に波長掃引を行っても、単一縦モードを維持するこ
とができるという効果を奏する。
範囲に波長掃引を行っても、単一縦モードを維持するこ
とができるという効果を奏する。
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【図１】この発明の一実施例のレ−ザ発振装置を示す全
体構成図。
体構成図。
【図２】同じく光軸モニタの構成図。
【図３】同じくグレ−テイングの回転角度を演算制御す
るための説明図。
るための説明図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）はグレ−テイングの選択帯域、
エタロンの選択帯域、縦モ−ドおよび発振モ−ドの関係
を従来およびこの発明の制御パタ−ンごとに示した説明
図。
エタロンの選択帯域、縦モ−ドおよび発振モ−ドの関係
を従来およびこの発明の制御パタ−ンごとに示した説明
図。
【図５】従来のレ−ザ発振装置を示す構成図。
１…光共振器、２…色素セル、３…グレ−テイング、４
…出力ミラ−、６…エタロン、７…出力モニタ、８…フ
ィ−ドバク装置、９…第１のプッシャ（第１の駆動手
段）、１２…第１のピエゾモ−タ（第２の駆動手段）、
１３…第２のピエゾモ−タ（第３の駆動手段）、２３…
光軸モニタ、２７…撮像装置、２８…画像処理装置。
…出力ミラ−、６…エタロン、７…出力モニタ、８…フ
ィ−ドバク装置、９…第１のプッシャ（第１の駆動手
段）、１２…第１のピエゾモ−タ（第２の駆動手段）、
１３…第２のピエゾモ−タ（第３の駆動手段）、２３…
光軸モニタ、２７…撮像装置、２８…画像処理装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−262183（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−110985（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−152783（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 G01J 3/26 G02B 5/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】 レーザ媒質を挟んで対峙して配置された
グレーテイングと出力ミラーとからなる光共振器と、こ
の光共振器内の上記レーザ媒質とグレーテイングとの間
に設けられたエタロンと、上記出力ミラーを上記光共振
器の光軸方向に駆動してこの出力ミラーから出力される
レーザ光の縦モード間隔を変える第１の駆動手段と、上
記出力ミラーから出力されるレーザ光の出力を検出する
出力モニタと、この出力モニタが検出するレーザ光の出
力に同期して上記エタロンの上記光共振器の光軸に対す
る角度を変える第２の駆動手段と、上記出力ミラーから
出力されるレーザ光の光軸を検出する光軸モニタと、こ
の光軸モニタからの検出信号によって上記グレーテイン
グの上記光軸に対する角度を変える第３の駆動手段とを
備え、上記第１の駆動手段により上記縦モードを変えて
波長掃引を行いながら、上記第２及び第３の駆動手段に
より単一縦モード発振を維持するレーザ発振装置であっ
て、 上記光軸モニタは、上記レーザ光のビームパターンを検
出する画像処理手段を備えるとともに、このビームパタ
ーンが２つに分裂したときに上記第３の駆動手段は駆動
されるように構成されている ことを特徴とするレーザ発
振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03334593A JP3270169B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | レ−ザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03334593A JP3270169B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | レ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06252488A JPH06252488A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3270169B2 true JP3270169B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=12383983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03334593A Expired - Lifetime JP3270169B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | レ−ザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270169B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19947591A1 (de) | 1999-10-04 | 2001-04-12 | Basf Ag | Verfahren zur Isolierung von Trimethoxysilan aus einer TMS-Methanol-Mischung |
| JP2007027458A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Mitsutoyo Corp | レーザ装置及びその調整方法 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP03334593A patent/JP3270169B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06252488A (ja) | 1994-09-09 |
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