JP3325233B2 - Laser amplifier - Google Patents

Laser amplifier

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JP3325233B2
JP3325233B2 JP28271898A JP28271898A JP3325233B2 JP 3325233 B2 JP3325233 B2 JP 3325233B2 JP 28271898 A JP28271898 A JP 28271898A JP 28271898 A JP28271898 A JP 28271898A JP 3325233 B2 JP3325233 B2 JP 3325233B2
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laser light
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達樹 岡本
行雄 佐藤
一郎 小林
修一 藤田
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、励起光を照射して
レーザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域を2回通
過させて増幅を行うレーザ増幅装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser amplifying apparatus which forms an excitation region in a laser medium by irradiating excitation light and passes the excitation region twice to perform amplification.

【0002】[0002]

【従来の技術】図29は、例えば第56回応用物理学会
学術講演会講演予稿集1995年、No.3、第869
頁に記載された従来のレーザ増幅装置としての色素レー
ザ増幅装置の構成例である。図中の符号1は色素レーザ
入射光D1と色素レーザ出射光である色素レーザ増幅光
D2とを分離する光分離手段としての偏光ビームスプリ
ッタ、4は偏光制御手段としての偏光回転素子、5はレ
ーザ媒質である色素溶液6を収納する色素セル、Pは励
起光、7は励起領域8を形成するスリット、17はレー
ザ光を再び励起領域8に戻す反射鏡としてのレンズ凹面
鏡ペアである。
2. Description of the Related Art FIG. 29 shows, for example, the proceedings of the 56th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, 1995, No. 3, 869
5 is a configuration example of a dye laser amplifying device as a conventional laser amplifying device described on page. In the drawing, reference numeral 1 denotes a polarization beam splitter as a light separating means for separating a dye laser incident light D1 and a dye laser amplified light D2 which is a dye laser emission light, 4 denotes a polarization rotating element as a polarization control means, and 5 denotes a laser. A dye cell for accommodating a dye solution 6 as a medium, P is excitation light, 7 is a slit forming an excitation region 8, and 17 is a lens concave mirror pair as a reflecting mirror for returning laser light to the excitation region 8 again.

【0003】次に、この従来のレーザ増幅装置の動作に
ついて説明する。透明な色素セル5には色素レーザ媒体
である色素溶液6が封入あるいは循環されており、この
色素セル5のスリット7中に励起光Pが入射されると、
色素溶液6内の色素分子が光を吸収して励起され、色素
セル5のスリット7中に励起領域8を形成する。一方、
色素レーザ入射光D1は、偏光ビームスプリッタ1を透
過する方向の直線偏光で入射され、第1の光路としての
パスP1の方向へと進み、偏光回転素子4によって円偏
光に変換されて、色素セル5のスリット7中に形成され
た励起領域8を通過(1回目)することによって1度目
の利得を得る。1度目の利得を得た色素レーザ光は、レ
ンズ凹面鏡ペア17でコリメートされて、第1の光路と
してのパスP1と同軸上に反射される。こうして反射さ
れた色素レーザ光は、偏光の回転方向が進行方向に対し
て逆転し、再び励起領域8を通過(2回目)することに
よって2度目の利得を得る。2度目の利得を得た色素レ
ーザ光は、再び偏光回転素子4に入射され、偏光回転素
子4によって、先に逆転された円偏光へのレーザ光の偏
光を色素レーザ入射光D1の偏光方向と直交する方向の
直線偏光へと変換された後、偏光ビームスプリッタ1に
よって第2の光路としてのパスP2の方向へと反射さ
れ、色素レーザ入射光D1の光軸と分離されて、色素レ
ーザ増幅光D2が得られる。
Next, the operation of the conventional laser amplifying device will be described. A dye solution 6, which is a dye laser medium, is sealed or circulated in the transparent dye cell 5, and when the excitation light P enters the slit 7 of the dye cell 5,
The dye molecules in the dye solution 6 are excited by absorbing light to form an excitation region 8 in the slit 7 of the dye cell 5. on the other hand,
The dye laser incident light D1 is incident as linearly polarized light in a direction that passes through the polarizing beam splitter 1, travels in the direction of a path P1 as a first optical path, is converted into circularly polarized light by a polarization rotator 4, and The first gain is obtained by passing (first time) through the excitation region 8 formed in the slit 7 of FIG. The dye laser light having the first gain is collimated by the lens concave mirror pair 17 and is reflected coaxially with the path P1 as the first optical path. The dye laser light thus reflected reverses the direction of polarization rotation with respect to the traveling direction, and passes through the excitation region 8 again (second time) to obtain a second gain. The dye laser light that has gained the second gain is again incident on the polarization rotation element 4, and the polarization rotation element 4 changes the polarization of the laser light into the circularly polarized light that has been previously inverted to the polarization direction of the dye laser incident light D 1. After being converted into linearly polarized light in the orthogonal direction, the light is reflected by the polarizing beam splitter 1 in the direction of the path P2 as a second optical path, separated from the optical axis of the dye laser incident light D1, and amplified by the dye laser amplified light. D2 is obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図29に示した従来の
レーザ増幅装置は上記のように構成されており、レーザ
光が励起領域を通過する際の偏光は円偏光であり、励起
領域で対向するレーザ光の偏光回転方向が空間に対して
等しくなるため、励起領域を1回目に通過するレーザ光
と2回目に通過するレーザ光との相互作用によって、励
起領域に空間的な利得の分布が発生するいわゆる空間的
ホールバーニングが起こり、レーザ増幅光のスペクトル
帯域が拡がるとともに、時間的に強度変調が起こるとい
う問題があった。また、仮に、偏光回転素子を色素セル
とレンズ凹面鏡ペアの間に配置すれば、励起領域で対向
するレーザ光の偏光が直交した直線偏光となって、励起
領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に通過するレ
ーザ光との相互作用が起こりにくくはなるが、レーザ入
射光の偏光方向が制限されていないため、2回目に励起
領域を通過するレーザ光の偏光方向が励起光の進行方向
と平行な場合では、励起領域に蓄えられたエネルギーを
十分にレーザ光の増幅に用いることができず、励起光か
らレーザ増幅光への変換効率が低くなり、増幅倍率が小
さいという問題があった。
The conventional laser amplifying apparatus shown in FIG. 29 is constructed as described above, and the polarized light when the laser light passes through the excitation region is circularly polarized, and the laser light is opposed in the excitation region. Since the direction of polarization rotation of the laser light to be emitted becomes equal to the space, the spatial gain distribution in the excitation region is caused by the interaction between the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the excitation region for the second time. There is a problem that the so-called spatial hole burning occurs, the spectrum band of the laser amplified light is widened, and the intensity is temporally modulated. Also, if the polarization rotator is disposed between the dye cell and the lens concave mirror pair, the polarization of the laser light facing in the excitation region becomes orthogonal linearly polarized light, and the laser light passing through the excitation region for the first time. Interaction with the laser light that passes through the second time is less likely to occur, but the polarization direction of the laser incident light is not limited, so that the polarization direction of the laser light that passes through the second excitation area is the traveling direction of the excitation light. In the case of parallel, the energy stored in the excitation region cannot be sufficiently used for the amplification of the laser light, and the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light is low, and the amplification factor is small. .

【0005】本発明は、かかる問題を解消し、大きな増
幅倍率が得られ、レーザ光の相互作用による空間的ホー
ルバーニングの発生を防止し、レーザ増幅光のスペクト
ル帯域の拡大および時間的な強度変調を抑制するレーザ
増幅装置の提供を目的とする。
The present invention solves such a problem, obtains a large amplification factor, prevents the occurrence of spatial hole burning due to the interaction of laser light, expands the spectral band of laser amplified light, and modulates intensity over time. It is an object of the present invention to provide a laser amplifying device for suppressing the above.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、励起
光を照射してレーザ媒質に励起領域を形成し、当該励起
領域にレーザ光を2回通過させて増幅を行うレーザ増幅
装置において、上記励起領域を1回目に通過する際のレ
ーザ光の偏光方向を上記励起光の光路に対して平行にさ
せる第1の偏光制御手段と、上記励起領域を2回目に通
過する際のレーザ光の偏光方向を上記励起光の光路に対
して垂直にさせる第2の偏光制御手段とを設けて、前記
レーザ光の相互作用による励起領域内での空間的ホール
バーニングの発生を防止することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing the laser light through the excitation region twice for amplification. First polarization control means for making the direction of polarization of laser light when passing through the excitation region for the first time parallel to the optical path of the excitation light, and laser light when passing through the excitation region for the second time A second polarization control means for making the polarization direction of the light perpendicular to the optical path of the excitation light ,
Spatial holes in the excitation region due to laser light interaction
It is characterized in that occurrence of burning is prevented .

【0007】請求項2の発明は、励起光を照射してレー
ザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域にレーザ光を
2回通過させて増幅を行うレーザ増幅装置において、1
回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レーザ
光との光路を上記励起領域で同方向にさせる光結合分離
手段を設けて、前記レーザ光の相互作用による励起領域
内での空間的ホールバーニングの発生を防止することを
特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing the laser light twice through the excitation region to perform amplification.
An optical coupling / separating means for providing an optical path between the laser light passing the second time and the laser light passing the second time in the same direction in the excitation region;
It is characterized by preventing the occurrence of spatial hole burning in the interior .

【0008】請求項3の発明は、励起光を照射してレー
ザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域にレ―ザ光を
2回通過させて増幅を行うレーザ増幅装置において、1
回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レーザ
光との光路を異にさせる光路調整手段を設けて、前記レ
ーザ光の相互作用による励起領域内での空間的ホールバ
ーニングの発生を防止することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing laser light through the excitation region twice for amplification.
Provided optical path adjusting means for different from the optical path of the laser beam and the laser beam passing through the second time that passes in time th, the Le
Spatial hole bar in the excitation region due to laser light interaction
The feature is to prevent the occurrence of training .

【0009】請求項4の発明は、励起光を照射してレー
ザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域にレーザ光を
2回通過させて増幅を行うレーザ増幅装置において、1
回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レーザ
光との光路を当該励起領域で平行に通過させる光路調整
手段を備えたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing the laser light twice through the excitation region to perform amplification.
An optical path adjusting means is provided for passing an optical path of the laser light passing the second time and the laser light passing the second time in parallel in the excitation region.

【0010】請求項5の発明は、請求項4に記載のレー
ザ増幅装置において、光路調整手段は複屈折結晶で構成
されたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the laser amplifying device according to the fourth aspect, the optical path adjusting means is made of a birefringent crystal.

【0011】請求項6の発明は、請求項4または請求項
5に記載のレーザ増幅装置において、励起光を照射して
レーザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域を2回通
過させて増幅を行うレーザ増幅装置において、1回目に
通過する上記レーザ光と2回目に通過する当該レーザ光
との光路を上記励起領域で平行にさせる第1の光路調整
手段と、2回目に通過した上記レーザ光と上記励起領域
に入射される上記レーザ光との光路を同軸にさせる第2
の光路調整手段とを備えたことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the laser amplifying device according to the fourth or fifth aspect, an excitation region is formed in the laser medium by irradiating the excitation light with the excitation light, and the excitation is performed by passing the excitation region twice. A first optical path adjusting means for making an optical path of the laser light passing the first time and the laser light passing the second time parallel in the excitation region, and the laser passing the second time A second coaxial optical path between the light and the laser light incident on the excitation region.
And an optical path adjusting means.

【0012】請求項7の発明は、請求項3乃至請求項6
の何れかに記載のレーザ増幅装置において、励起光を照
射してレーザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域を
2回通過させて増幅を行うレーザ増幅装置において、1
回目に通過する上記レーザ光と2回目に通過する当該レ
ーザ光との光路を上記励起領域で異にさせる光路調整手
段と、上記レーザ光の強度に対応して励起領域の利得を
調整する励起手段とを備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to claims 3 to 6.
In the laser amplifying device according to any one of the above, a laser amplifying device that irradiates excitation light to form an excitation region in a laser medium and passes the excitation region twice to amplify the laser medium.
Optical path adjusting means for changing the optical path of the laser light passing the second time and the laser light passing the second time in the excitation area, and excitation means for adjusting the gain of the excitation area corresponding to the intensity of the laser light And characterized in that:

【0013】請求項8の発明は、請求項3乃至請求項6
の何れかに記載のレーザ増幅装置において、励起光を照
射してレーザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域に
2回通過させて増幅を行うレーザ増幅装置において、1
回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レーザ
光との光路を上記励起領域で異にさせ、2回目に通過す
るレーザ光の光路を励起光の入射側に配置させる光路調
整手段を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to claims 3 to 6.
In the laser amplifying device according to any one of the above, an excitation region is formed in the laser medium by irradiating the excitation light, and the excitation is performed twice by passing through the excitation region.
An optical path adjusting means is provided in which the optical path of the laser light passing the second time and the laser light passing the second time are made different in the excitation region, and the optical path of the laser light passing the second time is arranged on the incident side of the excitation light. It is characterized by having.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザ増幅装置に
ついて実施の形態に基づき具体的に説明する。 実施の形態1.この実施の形態1は、請求項1の発明の
実施形態を示すもので、レーザ媒質に励起光を照射して
レーザ媒質を励起することによりレーザ媒質に励起領域
を形成し、この励起領域にレーザ光を入射させ、このレ
ーザ光が記励起領域を2回通過することによりレーザ光
の増幅を行なって増幅光を得るとともに、上記励起領域
を1回目に通過するレーザ光と2回目に通過するレーザ
光とが同軸であるレーザ増幅装置において、レーザ光が
励起領域を1回目に通過する際のレーザ光の偏光方向を
励起光の進行方向に対して平行にするための第1の偏光
制御手段と、レーザ光が励起領域を2回目に通過する際
のレーザ光の偏光方向を励起光の進行方向に対して垂直
にするための第2の偏光制御手段とを備えた構成とした
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a laser amplifier according to the present invention will be specifically described based on embodiments. Embodiment 1 FIG. The first embodiment is directed to an embodiment of the first aspect of the present invention, in which a laser medium is irradiated with excitation light to excite the laser medium, thereby forming an excitation region in the laser medium. Light is incident, and the laser light passes through the excitation region twice so as to amplify the laser light to obtain amplified light. The laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the excitation region for the second time A first polarization control unit for making the polarization direction of the laser light when the laser light passes through the excitation region for the first time parallel to the traveling direction of the excitation light in the laser amplifying device in which the light is coaxial; And a second polarization control means for making the polarization direction of the laser light when the laser light passes through the excitation region for the second time perpendicular to the traveling direction of the excitation light.

【0015】このように、レーザ光が励起領域を1回目
に通過する際のレーザ光の偏光方向を励起光の進行方向
に対して平行にするための第1の偏光制御手段と、レー
ザ光が励起領域を2回目に通過する際のレーザ光の偏光
方向を励起光の進行方向に対して垂直にするための第2
の偏光制御手段とを設けて、レーザ光が励起領域を通過
する際の偏光方向を制限することによって、励起光から
レーザ増幅光への変換効率を増大させて大きな増幅倍率
を得ることができる。
As described above, the first polarization control means for making the polarization direction of the laser light when the laser light passes through the excitation region for the first time parallel to the traveling direction of the excitation light, Second direction for making the polarization direction of the laser light when passing through the excitation region for the second time perpendicular to the traveling direction of the excitation light
By limiting the polarization direction when the laser light passes through the excitation region by providing the polarization control means, the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light can be increased and a large amplification factor can be obtained.

【0016】以下、図1に基づいて説明する。図はレー
ザ増幅装置としての色素レーザ増幅装置を示す平面図で
ある。図中の符号1は色素レーザ入射光D1と色素レー
ザ出射光である色素レーザ増幅光D2とを分離する光分
離手段としての偏光ビームスップリッタ、2は第1の偏
光制御手段としての偏光回転素子であってその具体例と
してのλ/2波長板、3は第2の偏光制御手段としての
偏光回転素子であってその具体例としてのλ/4波長
板、5はレーザ媒質である色素溶液6を収納する色素セ
ル、8は励起光Pを照射してレーザ媒質に形成される励
起領域で、7は照射される励起光Pを通過させて当該励
起領域8の領域を画させるスリット、9は励起領域を1
回目に通過したレーザ光を再び励起領域8に戻すための
全反射鏡、Dは色素レーザ光、P1は第1の光路として
のパス、P2は第2の光路としてのパスである。
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. The figure is a plan view showing a dye laser amplifier as a laser amplifier. In the drawing, reference numeral 1 denotes a polarization beam splitter as a light separating means for separating a dye laser incident light D1 and a dye laser amplified light D2 which is a dye laser emission light, and 2 denotes a polarization rotation as a first polarization control means. Λ / 2 wavelength plate as a specific example of the element, 3 is a polarization rotator as a second polarization control means, and a λ / 4 wavelength plate as a specific example, 5 is a dye solution as a laser medium Reference numeral 8 denotes a dye cell for accommodating the excitation light P, 8 denotes an excitation region formed in the laser medium by irradiating the excitation light P, 7 denotes a slit that allows the irradiated excitation light P to pass therethrough to define an area of the excitation region 8, 9 Is the excitation region
A total reflection mirror for returning the laser light that has passed the second time to the excitation region 8 again, D is a dye laser light, P1 is a path as a first optical path, and P2 is a path as a second optical path.

【0017】次にこの動作を説明する。透明な色素セル
5は、例えば石英、光学ガラス、サファイアなどの色素
レーザ光Dや励起光Pに対して光学的に透明な材質で構
成されており、レーザ媒質である色素溶液6はシーリン
グされた色素セル5のスリット7中に封入されている
か、もしくは循環させられている。例えば、ネオジウム
固体レーザの第2高調波、銅蒸気レーザ、エキシマレー
ザなどの励起光Pを色素セル5中の色素溶液6に入射す
ると、この励起光Pにより、色素溶液6内の色素分子が
光を吸収して励起され、色素セル5のスリット7の内側
に沿って励起領域8を形成する。一方、色素レーザ入射
光D1は、第1の偏光制御手段である例えばλ/2波長
板によって、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
を第1のパスP1として透過し、かつ励起領域8で色素
レーザ光Dの偏光方向が励起光Pの進行方向の光路と平
行になる直線偏光に制御される。
Next, this operation will be described. The transparent dye cell 5 is made of a material that is optically transparent to dye laser light D and excitation light P, such as quartz, optical glass, and sapphire. A dye solution 6 that is a laser medium is sealed. It is sealed in the slit 7 of the dye cell 5 or circulated. For example, when excitation light P such as a second harmonic of a neodymium solid laser, a copper vapor laser, an excimer laser or the like is incident on the dye solution 6 in the dye cell 5, the excitation light P causes the dye molecules in the dye solution 6 to emit light. And is excited to form an excitation region 8 along the inside of the slit 7 of the dye cell 5. On the other hand, the dye laser incident light D1 is supplied to the polarization beam splitter 1 serving as a light separating means by, for example, a λ / 2 wavelength plate serving as a first polarization controlling means.
Is transmitted as the first path P1, and the polarization direction of the dye laser light D in the excitation region 8 is controlled to be linearly polarized light that is parallel to the optical path in the traveling direction of the excitation light P.

【0018】1回目に励起領域8を通過して利得を得た
色素レーザ光Dは、第2の偏光制御手段である例えばλ
/4波長板4を通過すると円偏光に変換され、全反射鏡
9により同軸上に反射される。全反射鏡9で反射された
色素レーザ光は、偏光回転方向が進行方向に対して逆転
し、再びλ/4波長板4を通過すると、励起領域8を通
過した色素レーザ光Dと直交する偏光方向に変換され、
再び、即ち2回目に励起領域8を通過して利得を得る。
2回目に励起領域8を通過した色素レーザ光Dは、第1
のパスP1と偏光方向が直交しており、偏光ビームスプ
リッタ1で反射され、色素レーザ入射光D1と分離され
て色素レーザ増幅光D2が得られる。
The dye laser beam D, which has gained by passing through the excitation region 8 for the first time, is supplied to the second polarization control means, for example, λ.
After passing through the wavelength plate 4, it is converted into circularly polarized light, and is reflected coaxially by the total reflection mirror 9. The dye laser light reflected by the total reflection mirror 9 has its polarization rotation direction reversed with respect to the traveling direction, passes through the λ / 4 wavelength plate 4 again, and is polarized perpendicular to the dye laser light D passing through the excitation region 8. Converted to a direction,
Again, ie, the second time, gain is obtained by passing through the excitation region 8.
The dye laser beam D that has passed through the excitation region 8 for the second time is
The path P1 is orthogonal to the polarization direction, is reflected by the polarization beam splitter 1, is separated from the dye laser incident light D1, and the dye laser amplified light D2 is obtained.

【0019】このように色素レーザ光Dは、励起領域8
を1回目に通過する際の偏光方向が励起光Pの進行方向
の光路と平行に制御され、励起領域8を2回目に通過す
る際の偏光方向が励起光Pの進行方向の光路と垂直に制
御されるので、1回目より2回目に通過する際の引き出
しエネルギーが大きくなり、励起光Pからレーザ増幅光
D2への変換効率が増大して大きな増幅倍率が得られ
る。また、励起領域8を1回目に通過する際の偏光方向
と励起領域8を2回目に通過する際の偏光方向とが直交
するため、励起領域8を1回目に通過する第1のパスP
1と2回目に通過する第2のパスP2との相互作用によ
る空間的ホールバーニングの発生が防止され、レーザ増
幅光のスペクトル帯域の拡大および時間的な強度変調を
抑制することができる。
As described above, the dye laser beam D is applied to the excitation region 8
Is controlled in parallel with the optical path in the traveling direction of the excitation light P, and the polarization direction when passing through the excitation region 8 for the second time is perpendicular to the optical path in the traveling direction of the excitation light P. Since the energy is controlled, the extraction energy at the time of passing the second time from the first time is increased, the conversion efficiency of the pump light P to the laser amplified light D2 is increased, and a large amplification factor is obtained. In addition, since the polarization direction when passing through the excitation region 8 for the first time and the polarization direction when passing through the excitation region 8 for the second time are orthogonal to each other, the first pass P that passes through the excitation region 8 for the first time is performed.
The occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the first and second passes P2 is prevented, and the spectral band expansion and temporal intensity modulation of the laser amplified light can be suppressed.

【0020】以上のように、この実施の形態は、励起光
Pを照射してレーザ媒質に励起領域8を形成し、当該励
起領域8にレーザ光Dを2回通過させて増幅を行うレー
ザ増幅装置において、上記励起領域8を1回目に通過す
る際のレーザ光の偏光方向を上記励起光Pの光路に対し
て平行にさせる第1の偏光制御手段2と、上記励起領域
8を2回目に通過する際のレーザ光の偏光方向を上記励
起光Pの光路に対して垂直にさせる第2の偏光制御手段
3とを備えた構成としたものである。
As described above, in this embodiment, the laser light is irradiated with the excitation light P to form the excitation region 8 in the laser medium, and the laser light D is passed through the excitation region 8 twice for amplification. In the apparatus, the first polarization control means 2 for making the polarization direction of the laser beam when passing through the excitation region 8 for the first time parallel to the optical path of the excitation light P, and the excitation region 8 for the second time Second polarization control means 3 for making the polarization direction of the laser light when passing therethrough perpendicular to the optical path of the excitation light P.

【0021】図2は、図1に示す実施の形態1の色素レ
ーザ増幅装置において、色素セル5の両側の光路に第1
のレンズ13と第2のレンズ14とを加えたものであ
る。次に、この動作について説明する。色素レーザ入射
光D1は、第1の偏光制御手段である例えばλ/2波長
板によって、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
を第1のパスP1として透過し、かつ励起領域8で色素
レーザ光Dの偏光方向が励起光Pの進行方向と平行にな
るような直線偏光に制御され、第1のレンズ13で励起
領域8に集光されて入射される。励起領域8を通過して
利得を得た色素レーザ光Dは、第2のレンズ14でコリ
メート光に変換された後、第2の偏光制御手段としての
例えばλ/4波長板と全反射鏡9との組合せによって、
偏光方向が90°回転され、再び第2のレンズ14で励
起領域8に集光されて利得を得、第1のレンズ13によ
ってコリメートされた後、光分離手段である偏光ビーム
スプリッタ1で反射され、色素レーザ入射光D1と分離
されて色素レーザ増幅光D2が得られる。このように色
素レーザ光Dは、励起領域8での強度を高くできるの
で、さらなる増幅倍率の向上ができる。
FIG. 2 shows the first embodiment of the dye laser amplifying apparatus according to the first embodiment shown in FIG.
The lens 13 and the second lens 14 are added. Next, this operation will be described. The dye laser incident light D1 is supplied to the polarization beam splitter 1 as a light separating means by, for example, a λ / 2 wavelength plate as a first polarization controlling means.
Is transmitted as a first path P 1, and the polarization direction of the dye laser light D is controlled to be linearly polarized in the excitation region 8 so as to be parallel to the traveling direction of the excitation light P. Is collected and incident. The dye laser light D that has gained through the excitation region 8 is converted into collimated light by the second lens 14, and then, for example, a λ / 4 wavelength plate as a second polarization control means and a total reflection mirror 9 By combination with
The polarization direction is rotated by 90 °, condensed again on the excitation area 8 by the second lens 14 to obtain a gain, collimated by the first lens 13, and then reflected by the polarization beam splitter 1 which is a light separating means. Is separated from the dye laser incident light D1 to obtain a dye laser amplified light D2. As described above, the intensity of the dye laser beam D in the excitation region 8 can be increased, so that the amplification factor can be further improved.

【0022】図3は、図1に示す実施の形態1の色素レ
ーザ増幅装置において、色素セル5の両側の光路に第1
のレンズペア15と第2のレンズペア16とを加えたも
のである。次に、この動作について説明する。色素レー
ザ入射光D1は、第1の偏光制御手段である例えばλ/
2波長板によって、光分離手段である偏光ビームスプリ
ッタ1を第1のパスP1として透過し、かつ励起領域8
で色素レーザ光Dの偏光方向が励起光Pの進行方向と平
行になるような直線偏光に制御され、第1のレンズペア
15でコリメートされた後、励起領域8に入射される。
励起領域8を通過して利得を得た色素レーザ光Dは、第
2のレンズ15でコリメート光に変換された後、第2の
偏光制御手段としての例えばλ/4波長板と全反射鏡9
の組合せによって、偏光方向が90°回転され、再び第
2のレンズペア16でコリメートされ、励起領域8を通
過し利得を得、第1のレンズペア15によってコリメー
トされた後、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
で反射され、色素レーザ入射光D1と分離されて色素レ
ーザ増幅光D2が得られる。
FIG. 3 shows the first embodiment of the dye laser amplifying apparatus shown in FIG.
The lens pair 15 and the second lens pair 16 are added. Next, this operation will be described. The dye laser incident light D1 is, for example, λ /
The two-wavelength plate transmits the polarization beam splitter 1 as the light separating means as the first path P1 and the excitation region 8
Is controlled so that the polarization direction of the dye laser light D is parallel to the traveling direction of the excitation light P, and after being collimated by the first lens pair 15, it is incident on the excitation area 8.
The dye laser light D that has gained through the excitation region 8 is converted into collimated light by the second lens 15 and then, for example, a λ / 4 wavelength plate as second polarization control means and a total reflection mirror 9
The polarization direction is rotated by 90 ° by the combination of the above, is collimated again by the second lens pair 16, passes through the excitation region 8 to gain, is collimated by the first lens pair 15, and is a light separating means. Polarizing beam splitter 1
And is separated from the dye laser incident light D1 to obtain dye laser amplified light D2.

【0023】このように色素レーザ光Dのビームのサイ
ズは、第1のレンズペア15および第2のレンズペア1
6で励起領域8に適した大きさに変換できるので、さら
なる増幅倍率の向上ができる。また、第1のレンズペア
15および第2のレンズペア16において、色素レーザ
光Dと異なる光軸の励起領域8から発生する雑音即ち自
然放出光の増幅(Amplified Sponten
eous Emission 以下これを「ASE」と
いう)を除去できるので、色素レーザ増幅光D2に含ま
れるASEの割合を低減できる。さらに、第1のレンズ
ペア15および第2のレンズペア16のいずれか一方あ
るいは両方の色素レーザ光Dの集光位置にピンホール等
の絞りを挿入することで、さらに色素レーザ増幅光D2
に含まれるASEの割合を低減できる。
As described above, the size of the beam of the dye laser beam D is determined by the first lens pair 15 and the second lens pair 1.
Since the size can be converted to a size suitable for the excitation region 8 at 6, the amplification factor can be further improved. Further, in the first lens pair 15 and the second lens pair 16, noise generated from the excitation region 8 having an optical axis different from that of the dye laser beam D, that is, amplification of spontaneous emission light (Amplified Sponten).
eous Emission (hereinafter, referred to as "ASE") can be removed, so that the ratio of ASE contained in the dye laser amplified light D2 can be reduced. Further, by inserting a stop such as a pinhole at the converging position of one or both of the first lens pair 15 and the second lens pair 16 for the dye laser light D, the dye laser amplified light D2
Can be reduced.

【0024】図4は、図3に示す実施の形態1の色素レ
ーザ増幅装置において、第2のレンズペア16をレンズ
凹面鏡ペア17に置き換えたものであり、図3と同様の
効果を奏することに加えて、部品点数を低減できる。
FIG. 4 shows the dye laser amplifying apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 3, in which the second lens pair 16 is replaced by a lens concave mirror pair 17, and the same effects as in FIG. In addition, the number of parts can be reduced.

【0025】図5は、図3に示す実施の形態1の色素レ
ーザ増幅装置において、第2のレンズペア16を第3の
レンズ18と全反射鏡9に置き換えたものであり、図3
と同様の効果を奏することに加えて、部品点数を低減で
きる。
FIG. 5 shows the dye laser amplifying apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 3, in which the second lens pair 16 is replaced by a third lens 18 and a total reflection mirror 9.
In addition to the same effect as described above, the number of parts can be reduced.

【0026】なお、この実施の形態1では、色素セル5
に対して励起光Pを片側から照射する構成を示したが、
励起光Pを両側から照射する構成としても同様の効果を
奏する。また、この実施の形態1では、第1の偏光制御
手段としてλ/2波長板を用いたが、フレネルロムを用
いても同様の効果を奏する。また、この実施の形態1で
は、第2の偏光制御手段としてλ/4波長板を用いた
が、フレネルロムあるいはファラディーローテータを用
いても同様の効果を奏する。また、この実施の形態で1
は、色素レーザ光が色素セル内面で反射しない構成を示
したが、色素レーザ光が色素セル内面で反射する構成と
しても同様の効果を奏する。
In the first embodiment, the dye cells 5
Irradiates the excitation light P from one side with respect to
The same effect can be obtained by a configuration in which the excitation light P is irradiated from both sides. Further, in the first embodiment, the λ / 2 wavelength plate is used as the first polarization control means, but the same effect can be obtained by using the Fresnel rhomb. In the first embodiment, the λ / 4 wavelength plate is used as the second polarization control means. However, the same effect can be obtained by using a Fresnel rom or a Faraday rotator. In this embodiment, 1
Has shown a configuration in which the dye laser light is not reflected on the inner surface of the dye cell, but the same effect can be obtained by a structure in which the dye laser light is reflected on the inner surface of the dye cell.

【0027】実施の形態2.この実施の形態2は、レー
ザ媒質に励起光を照射してレーザ媒質を励起することに
よりレーザ媒質に励起領域を形成し、この励起領域にレ
ーザ光を入射させ、レーザ光が上記励起領域を2回通過
することによりレーザ光の増幅を行うとともに、励起領
域を1回目に通過するレーザ光と2回目に通過するレー
ザ光とが同軸であるレーザ増幅装置において、レーザ光
が励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に通過
するレーザ光の進行方向を同じにする光結合分離手段を
備えた構成としたものである。ここでいう光結合分離手
段は、1回目に通過するレーザ光と2回目に通過するレ
ーザ光の進行方向とを同じにする光結合手段と、2回目
の通過により増幅された色素レーザ増幅光を分離する光
分離手段とで構成されている。
Embodiment 2 FIG. In the second embodiment, an excitation region is formed in a laser medium by irradiating the laser medium with excitation light to excite the laser medium, and a laser beam is incident on the excitation region. In the laser amplifying device in which the laser light passing through the excitation region and the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the second time are coaxial, the laser light passes through the excitation region in the first time. The configuration is provided with optical coupling / separating means for making the traveling direction of the laser light passing through the same as that of the laser light passing the second time. The optical coupling / separating means referred to here is an optical coupling means for making the traveling direction of the laser light passing the first time and the laser light passing the second time the same, and a dye laser amplified light amplified by the second time passing. And light separating means for separating light.

【0028】このように構成することによって、励起領
域を1回目に通過するレーザ光と2回目に通過するレー
ザ光との相互作用による空間的ホールバーニングの発生
を防止することができ、レーザ増幅光のスペクトル帯域
の拡大および時間的な強度変調を抑制することができ
る。
With this configuration, it is possible to prevent the occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the second time. , And the temporal intensity modulation can be suppressed.

【0029】以下、図6に基づいて説明する。図はレー
ザ増幅装置としての色素レーザ増幅装置を示す平面図で
ある。図中の符号1は光分離手段としての偏光ビームス
プリッタであり、色素レーザ入射光D1はこの偏光ビー
ムスプリッタ1を第1のパスP1として透過する偏光方
向で入射される。T1およびT2は、偏光ビームスプリ
ッタ1を透過したレーザ光の進行方向の光路を変更させ
る進路変更手段としての反射鏡で、ここの例ではそれぞ
れが進路を90度変更させる全反射鏡である。5はレー
ザ媒質である色素溶液6を収納する色素セル、8は励起
光Pを照射してレーザ媒質に形成される励起領域で、7
は照射される励起光Pを通過させて当該励起領域8の領
域を画させるスリットである。T3は上記と同様の進路
変更手段としての反射鏡で、上記の進路変更手段T1、
T2を経て励起領域8を通過したレーザ光Dを光分離手
段としての偏光ビームスプリッタ1へ向けて全反射させ
る。4は偏光制御手段であり、全反射鏡T3と偏光ビー
ムスプリッタ1との間に介在している。上記の偏光ビー
ムスプリッタ1は、偏光制御手段4からのレーザ光Dを
再び励起領域8へ戻すため第1のパスP1と同方向へ進
路を向けさせる。即ち、この段階で、この偏光ビームス
プリッタ1は1回目に通過するレーザ光と2回目に通過
するレーザ光の進行方向とを同じにする光結合手段とし
て機能する。尚、P1は色素レーザ光Dの第1の光路と
してのパス、P2は色素レーザ光Dの第2の光路として
のパスである。
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. The figure is a plan view showing a dye laser amplifier as a laser amplifier. Reference numeral 1 in the drawing denotes a polarization beam splitter as light separating means, and the dye laser incident light D1 is incident on the polarization beam splitter 1 in a polarization direction transmitting as a first path P1. T1 and T2 are reflection mirrors as path changing means for changing the optical path in the traveling direction of the laser beam transmitted through the polarization beam splitter 1, and in this example, each is a total reflection mirror that changes the path by 90 degrees. Reference numeral 5 denotes a dye cell for storing a dye solution 6 as a laser medium, 8 denotes an excitation region formed in the laser medium by irradiating excitation light P, and 7
Reference numeral denotes a slit that allows the irradiated excitation light P to pass therethrough to define an area of the excitation area 8. T3 is a reflecting mirror as a course changing means similar to the above, and the above-described course changing means T1,
The laser beam D that has passed through the excitation region 8 via T2 is totally reflected toward the polarization beam splitter 1 as light separating means. Reference numeral 4 denotes polarization control means, which is interposed between the total reflection mirror T3 and the polarization beam splitter 1. The polarization beam splitter 1 directs the laser beam D from the polarization controller 4 in the same direction as the first path P1 in order to return the laser beam D to the excitation region 8 again. That is, at this stage, the polarization beam splitter 1 functions as an optical coupling unit that makes the traveling direction of the laser light passing the first time and the traveling direction of the laser light passing the second time the same. In addition, P1 is a path as a first optical path of the dye laser light D, and P2 is a path as a second optical path of the dye laser light D.

【0030】次に動作について説明する。色素レーザ入
射光D1は、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
を第1のパスP1として透過する偏光方向で入射され、
第1の全反射鏡T1および第2の全反射鏡T2により反
射され、励起領域8を通過する。励起領域8を通過して
利得を得た色素レーザ光Dは、偏光制御手段である例え
ばλ/2波長板4を通過すると偏光方向が90°回転さ
れ、第3の全反射鏡T3により偏光ビームスプリッタ1
に入射され、偏光ビームスプリッタ1で反射される。偏
光ビームスプリッタ1で反射された色素レーザ光Dは、
第2のパスとして、第1のパスと同じ光路を通り、再び
励起領域8を通過して利得を得た後、λ/2波長板4で
さらに偏光方向が90°回転され、偏光ビームスプリッ
タ1を通過し、色素レーザ入射光D1と分離されて色素
レーザ増幅光D2が得られる。
Next, the operation will be described. The dye laser incident light D1 is supplied to the polarization beam splitter 1
In a polarization direction that transmits as a first path P1,
The light is reflected by the first total reflection mirror T1 and the second total reflection mirror T2, and passes through the excitation region 8. The dye laser light D that has gained by passing through the excitation region 8 is rotated by 90 ° when it passes through, for example, a λ / 2 wavelength plate 4 which is a polarization control means, and is polarized by the third total reflection mirror T3. Splitter 1
And is reflected by the polarizing beam splitter 1. The dye laser light D reflected by the polarization beam splitter 1 is
As a second pass, after passing through the same optical path as the first pass and passing through the pumping region 8 again to obtain a gain, the polarization direction is further rotated by 90 ° by the λ / 2 wave plate 4 and the polarization beam splitter 1 And is separated from the dye laser incident light D1 to obtain dye laser amplified light D2.

【0031】このように色素レーザ光Dは、励起領域8
を1回目に通過する際の進行方向と、励起領域8を2回
目に通過する際の進行方向が同じなので、励起領域8を
1回目に通過する第1のパスP1と2回目に通過する第
2のパスP2との相互作用による空間的ホールバーニン
グの発生を防止し、レーザ増幅光のスペクトル帯域の拡
大および時間的な強度変調を抑制できる。
As described above, the dye laser beam D is applied to the excitation region 8
Since the traveling direction when passing through the excitation region 8 for the first time and the traveling direction when passing through the excitation region 8 for the second time are the same, the first path P1 that passes through the excitation region 8 for the first time and the first path P1 that passes through the excitation region 8 for the second time 2 prevents the occurrence of spatial hole burning due to the interaction with the second path P2, thereby suppressing the expansion of the spectral band of the laser amplified light and the temporal intensity modulation.

【0032】なお、この実施の形態2では、色素セル5
に対して励起光Pを片側から照射する構成を示したが、
励起光Pを両側から照射する構成としても同様の効果を
奏する。また、この実施の形態2では、偏光制御手段と
してλ/2波長板を用いたが、フレネルロムを用いても
同様の効果を奏する。また、この実施の形態2では、色
素レーザ光が色素セル内面で反射しない構成を示した
が、色素レーザ光が色素セル内面で反射する構成として
も同様の効果を奏する。
In the second embodiment, the dye cells 5
Irradiates the excitation light P from one side with respect to
The same effect can be obtained by a configuration in which the excitation light P is irradiated from both sides. In the second embodiment, a λ / 2 wavelength plate is used as the polarization control means. However, the same effect can be obtained by using a Fresnel rhomb. Further, in the second embodiment, the configuration is described in which the dye laser light is not reflected on the inner surface of the dye cell. However, the same effect can be obtained by a configuration in which the dye laser light is reflected on the inner surface of the dye cell.

【0033】以上のようにこの実施形態2は、励起光を
照射してレーザ媒質に励起領域を形成し、当該励起領域
にレーザ光を2回通過させて増幅を行うレーザ増幅装置
において、1回目に通過するレーザ光と2回目に通過す
る当該レーザ光との光路を上記励起領域で同方向にさせ
る光結合分離手段を備えた構成としたものである。
As described above, the second embodiment provides a laser amplifying device that irradiates excitation light to form an excitation region in a laser medium and passes laser light twice through the excitation region to perform amplification. And an optical coupling / separating means for making the optical path of the laser light passing through the second region and the laser light passing through the second time in the same direction in the excitation region.

【0034】実施の形態3.この実施の形態3は、レー
ザ光が励起領域を2回通過することによりレーザ光の増
幅を行うレーザ増幅装置において、励起領域を1回目に
通過するレーザ光と2回目に通過するレーザ光とが励起
領域で重複しないように調整する光路調整手段を設け
て、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に通
過するレーザ光との相互作用による空間的ホールバーニ
ングの発生を防止し、レーザ増幅光のスペクトル帯域の
拡大および時間的な強度変調を抑制できる構成としたも
のである。
Embodiment 3 The third embodiment is directed to a laser amplifying device that amplifies a laser beam by passing the laser beam twice through the excitation region, wherein the laser beam passing through the first excitation region and the laser beam passing through the second excitation region are different from each other. An optical path adjusting means for adjusting the laser light so as not to overlap in the excitation area is provided to prevent the occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the laser light passing the first time and the laser light passing the second time in the excitation area. The configuration is such that the expansion of the spectrum band of the amplified light and the temporal intensity modulation can be suppressed.

【0035】以下、図7および図8に基づいて説明す
る。図7はレーザ増幅装置としての色素レーザ増幅装置
を示す平面図であり、図8はその断面図である。図中の
符号D1は色素レーザ入射光、1は光分離手段である偏
光ビームスプリッタ、4は偏光制御手段である例えばλ
/4波長板、8は励起領域、9は光路調整手段として機
能する光路変更手段としての全反射鏡である。
Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a plan view showing a dye laser amplifier as a laser amplifier, and FIG. 8 is a sectional view thereof. In the drawing, reference symbol D1 denotes a dye laser incident light, 1 denotes a polarization beam splitter which is a light separation unit, and 4 denotes a polarization control unit such as λ.
A / 4 wavelength plate, 8 is an excitation area, and 9 is a total reflection mirror as an optical path changing means functioning as an optical path adjusting means.

【0036】次に動作について説明する。色素レーザ入
射光D1は、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
を第1のパスP1として透過する偏光方向で入射され、
励起領域8を通過する。励起領域8を通過して利得を得
た色素レーザ光Dは、偏光制御手段である例えばλ/4
波長板4を通過すると円偏光に変換され、光路偏光手段
としての全反射鏡9によって反射される。ここで、全反
射鏡9への色素レーザ光Dの入射角を垂直入射から傾け
ることによって、色素レーザ光Dが第2のパスP2とし
て再び励起領域8を通過する際に第1のパスP1と異な
る光路で励起領域8を通過させ、そこで利得を得るよう
設定している。励起領域8を通過した第2のパスP2
は、色素レーザ入射光と偏光方向が直交しており、偏光
ビームスプリッタ1で反射され、色素レーザ入射光D1
と分離されて色素レーザ増幅光D2が得られる。
Next, the operation will be described. The dye laser incident light D1 is supplied to the polarization beam splitter 1
In a polarization direction that transmits as a first path P1,
It passes through the excitation region 8. The dye laser beam D that has passed through the excitation region 8 and gained is used as polarization control means, for example, λ / 4.
After passing through the wave plate 4, the light is converted into circularly polarized light, and is reflected by a total reflection mirror 9 as an optical path polarizing means. Here, by inclining the incident angle of the dye laser light D to the total reflection mirror 9 from vertical incidence, when the dye laser light D passes through the excitation region 8 again as the second path P2, the first path P1 It is set so that the light passes through the excitation region 8 in different optical paths and gain is obtained there. The second path P2 that has passed through the excitation region 8
Has a polarization direction orthogonal to the dye laser incident light, is reflected by the polarization beam splitter 1, and is incident on the dye laser incident light D1.
And the dye laser amplified light D2 is obtained.

【0037】このように色素レーザ光Dは、励起領域8
を1回目に通過する際と、励起領域8を2回目に通過す
る際とで異なった領域を通過するので、励起領域8を1
回目に通過する第1のパスP1と2回目に通過する第2
のパスP2との相互作用による空間的ホールバーニング
の発生が防止され、レーザ増幅光のスペクトル帯域の拡
大および時間的な強度変調を抑制できる。
As described above, the dye laser beam D is applied to the excitation region 8
Pass through different regions when passing through the excitation region 8 for the first time and when passing through the excitation region 8 for the second time.
The first pass P1 passing the second time and the second passing P2 the second time
, The spatial hole burning due to the interaction with the path P2 is prevented, and the expansion of the spectral band of the laser amplified light and the temporal intensity modulation can be suppressed.

【0038】なお、この実施の形態3では、色素セル5
に対して励起光Pを片側から照射する構成を示したが、
励起光Pを両側から照射する構成としても同様の効果を
奏する。また、この実施の形態3では、偏光制御手段と
してλ/4波長板を用いたが、フレネルロムあるいはフ
ァラディーローテータを用いても同様の効果を奏する。
また、この実施の形態3では、色素レーザ光が色素セル
内面で反射しない構成を示したが、色素レーザ光が色素
セル内面で反射する構成としても同様の効果を奏する。
さらに、この実施の形態3では、偏光ビームスプリッタ
1とλ/4波長板3の組合せにより偏光を制御し、色素
レーザ増幅光D2を色素レーザ入射光D1と分離した
が、λ/4波長板3を省略し、偏光ビームスプリッタ1
の変わりに全反射鏡を用いてもよく、この場合、色素レ
ーザ光Dの偏光方向が励起光Pの偏光方向に対して垂直
にすると、さらに増幅倍率を向上することができる。
In the third embodiment, the dye cells 5
Irradiates the excitation light P from one side with respect to
The same effect can be obtained by a configuration in which the excitation light P is irradiated from both sides. Further, in the third embodiment, a λ / 4 wavelength plate is used as the polarization control means, but the same effect can be obtained by using a Fresnel rom or a Faraday rotator.
Further, in the third embodiment, the configuration in which the dye laser light is not reflected on the inner surface of the dye cell has been described. However, the same effect can be obtained by the structure in which the dye laser light is reflected on the inner surface of the dye cell.
Further, in the third embodiment, the polarization is controlled by the combination of the polarization beam splitter 1 and the λ / 4 wavelength plate 3, and the dye laser amplified light D2 is separated from the dye laser incident light D1. Is omitted and the polarization beam splitter 1
Instead, a total reflection mirror may be used. In this case, when the polarization direction of the dye laser light D is perpendicular to the polarization direction of the excitation light P, the amplification factor can be further improved.

【0039】以上のように、この実施の形態3では、励
起光を照射してレーザ媒質に励起領域を形成し、当該励
起領域にレ―ザ光を2回通過させて増幅を行うレーザ増
幅装置において、1回目に通過するレーザ光と2回目に
通過する当該レーザ光との光路を異にさせる光路調整手
段を備えた構成としている。
As described above, according to the third embodiment, a laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing laser light twice through the excitation region to amplify the laser light. In this configuration, an optical path adjusting means for changing the optical path between the laser light passing first and the laser light passing second is provided.

【0040】実施の形態4.この実施の形態4は、上記
の実施の形態3において、励起領域を1回目に通過する
レーザ光と2回目に通過するレーザ光との光路を励起領
域で重複しないよう異にさせるに当たり、光路を平行に
して上記励起領域を通過させる光路調整手段を設けるこ
とで、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に
通過するレーザ光との相互作用による空間的ホールバー
ニングの発生を防止させ、レーザ増幅光のスペクトル帯
域の拡大および時間的な強度変調を抑制できることに加
えて、励起領域の体積に対して上記レーザ光が通過する
体積の割合を大きくでき、励起光からレーザ増幅光への
変換効率を増大させて大きな増幅倍率が得られるように
構成したものである。
Embodiment 4 FIG. The fourth embodiment differs from the third embodiment in that the optical paths of the laser light passing the first time through the excitation region and the laser light passing through the second time are made different so as not to overlap in the excitation region. By providing an optical path adjusting means that passes through the excitation region in parallel, it is possible to prevent the occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the laser light that first passes through the excitation region and the laser light that passes through the second time, In addition to the expansion of the spectral band of the laser amplified light and the suppression of temporal intensity modulation, the ratio of the volume of the laser light passing through the volume of the excitation region can be increased, and the conversion from the pump light to the laser amplified light can be performed. The configuration is such that a large amplification factor can be obtained by increasing the efficiency.

【0041】以下、図9および図10に基づいて説明す
る。図9はレーザ増幅装置としての色素レーザ増幅装置
を示す平面図、図10はその断面図である。実施の形態
3と共通の構成部分には同一符号を付してその説明を省
略する。図中の符号18が光路調整手段としてのレンズ
であり、励起領域を1回目に通過するレーザ光の光路と
2回目に通過するレーザ光の光路とが励起領域で重複せ
ず平行となるように設定されている。
Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a plan view showing a dye laser amplifier as a laser amplifier, and FIG. 10 is a sectional view thereof. The same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Reference numeral 18 in the drawing denotes a lens as an optical path adjusting means, so that the optical path of the laser light passing the first time through the excitation area and the optical path of the laser light passing through the second time are parallel to the excitation area without overlapping. Is set.

【0042】次に動作について説明する。色素レーザ入
射光D1は、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
を第1のパスP1として透過する偏光方向で入射され、
励起領域8を通過する。励起領域8を通過して利得を得
た色素レーザ光Dは、偏光制御手段である例えばλ/4
波長板4を通過すると円偏光に変換され、光路調整手段
としての第3のレンズ18によって集光され全反射鏡9
に入射される。ここで、色素レーザ光Dの第1のパスP
1の光軸を第3のレンズ18の中心からずらすことで光
路が調整され、全反射鏡9で反射されて再び第3のレン
ズ18を通過して励起領域8を通過する際に、第1のパ
スP1の光軸と平行となり、第1のパスP1と重複しな
い。励起領域8を通過した第2のパスP2は、色素レー
ザ入射光D1と偏光方向が直交しており、偏光ビームス
プリッタ1で反射され、色素レーザ入射光D1と分離さ
れて色素レーザ増幅光D2が得られる。
Next, the operation will be described. The dye laser incident light D1 is supplied to the polarization beam splitter 1
In a polarization direction that transmits as a first path P1,
It passes through the excitation region 8. The dye laser beam D that has passed through the excitation region 8 and gained is used as polarization control means, for example, λ / 4.
After passing through the wave plate 4, the light is converted into circularly polarized light, collected by a third lens 18 as an optical path adjusting means, and is totally reflected by a total reflection mirror 9.
Is incident on. Here, the first pass P of the dye laser light D
The optical path is adjusted by shifting the optical axis of the first lens from the center of the third lens 18, and when the light is reflected by the total reflection mirror 9, passes through the third lens 18 again, and passes through the excitation area 8, the first Is parallel to the optical axis of the path P1, and does not overlap with the first path P1. The second path P2 that has passed through the excitation region 8 has a polarization direction orthogonal to the dye laser incident light D1, is reflected by the polarization beam splitter 1, is separated from the dye laser incident light D1, and forms the dye laser amplified light D2. can get.

【0043】図11および図12は、図9に示す実施の
形態4の色素レーザ増幅装置において、光路調整手段と
しての第3のレンズ18および全反射鏡9を、同じく光
路調整手段としての複屈折結晶であるプリズム21に置
き換えた形態を示すもので、図11は平面図、図12は
その断面図である。この形態は、先の図9に示す形態の
ものと同様の効果を奏する上に、先の形態に比べてその
構成部品点数を低減することができる。また、この形態
では、プリズムと色素セルを個別の構成として示した
が、プリズムを色素セルに接着するなどして一体化する
構成としても、先の図9に示す形態のものと同様の効果
を奏する上に、装置をコンパクト化することができる。
FIGS. 11 and 12 show the third lens 18 and the total reflection mirror 9 as optical path adjusting means in the dye laser amplifying apparatus according to the fourth embodiment shown in FIG. FIG. 11 is a plan view, and FIG. 12 is a cross-sectional view, showing a form in which the prism 21 is a crystal. This embodiment has the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 9 and can reduce the number of constituent parts as compared with the above embodiment. Further, in this embodiment, the prism and the dye cell are shown as separate structures. However, the same effect as that of the embodiment shown in FIG. In addition, the device can be made compact.

【0044】図9乃至図12に示すように、この実施の
形態4は、励起光を照射してレーザ媒質に励起領域を形
成し、当該励起領域にレーザ光を2回通過させて増幅を
行うレーザ増幅装置において、1回目に通過するレーザ
光と2回目に通過する当該レーザ光との光路を当該励起
領域で平行に通過させる光路調整手段を備えた構成とし
ている。
As shown in FIGS. 9 to 12, in the fourth embodiment, an excitation region is formed in a laser medium by irradiating excitation light, and laser light is passed twice through the excitation region to perform amplification. The laser amplifying apparatus is provided with an optical path adjusting means for passing the optical path of the laser light passing the first time and the laser light passing the second time in parallel in the excitation region.

【0045】このように構成することによって、色素レ
ーザ光Dは、励起領域8を1回目に通過する際と、励起
領域8を2回目に通過する際に、励起領域8内で異なっ
た領域を通過するので、1回目に通過する第1のパスP
1と2回目に通過する第2のパスP2との相互作用によ
る空間的ホールバーニングの発生が防止され、レーザ増
幅光のスペクトル帯域の拡大および時間的な強度変調を
抑制できる。また、色素レーザ光Dは、励起領域8を1
回目と2回目に通過する際の光軸が平行であるので、励
起領域8に占める色素レーザ光Dの透過領域を大きくす
ることができ、励起光Pから色素レーザ増幅光D2への
エネルギー変換効率を向上できる。
With this configuration, the dye laser beam D passes through different regions in the excitation region 8 when passing through the excitation region 8 for the first time and when passing through the excitation region 8 for the second time. Pass the first pass P
The occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the first and second passes P2 is prevented, and the spectral band expansion and temporal intensity modulation of the laser amplified light can be suppressed. In addition, the dye laser beam D illuminates the excitation region 8 by 1
Since the optical axes of the second and the second pass are parallel, the transmission area of the dye laser light D occupying the excitation area 8 can be increased, and the energy conversion efficiency from the excitation light P to the dye laser amplified light D2 can be increased. Can be improved.

【0046】なお、この実施の形態4では、色素セル5
に対して励起光Pを片側から照射する構成を示したが、
励起光Pを両側から照射する構成としても同様の効果を
奏する。また、この実施の形態4では、偏光制御手段と
してλ/4波長板を用いたが、フレネルロムあるいはフ
ァラディーローテータを用いても同様の効果を奏する。
また、この実施の形態4では、色素レーザ光が色素セル
内面で反射しない構成を示したが、色素レーザ光が色素
セル内面で反射する構成としても同様の効果を奏する。
さらに、この実施の形態4では、偏光ビームスプリッタ
1とλ/4波長板3の組合せにより、偏光を制御し、色
素レーザ増幅光D2を色素レーザ入射光D1と分離した
が、λ/4波長板3を省略し、偏光ビームスプリッタ1
の変わりに全反射鏡を用いてもよく、この際の色素レー
ザ光Dの偏光方向が励起光Pの偏光方向に対して垂直で
あるとさらに増幅倍率を向上することができる。
In the fourth embodiment, the dye cells 5
Irradiates the excitation light P from one side with respect to
The same effect can be obtained by a configuration in which the excitation light P is irradiated from both sides. In the fourth embodiment, a λ / 4 wavelength plate is used as the polarization control means. However, the same effect can be obtained by using a Fresnel rhomb or a Faraday rotator.
Further, in the fourth embodiment, a configuration in which the dye laser light is not reflected on the inner surface of the dye cell has been described. However, the same effect can be obtained by a structure in which the dye laser light is reflected on the inner surface of the dye cell.
Further, in the fourth embodiment, the polarization is controlled by the combination of the polarization beam splitter 1 and the λ / 4 wavelength plate 3, and the dye laser amplified light D2 is separated from the dye laser incident light D1. 3 is omitted, and the polarization beam splitter 1 is omitted.
Instead, a total reflection mirror may be used. In this case, if the polarization direction of the dye laser light D is perpendicular to the polarization direction of the excitation light P, the amplification factor can be further improved.

【0047】実施の形態5.この実施の形態5は、上記
の実施の形態4において、励起領域を1回目に通過する
レーザ光の光路と2回目に通過するレーザ光の光路とを
重複させずに平行として励起領域を通過させる光路調整
手段として複屈折結晶を用いた構成のものである。図1
3は平面図、図14はその断面図である。上記の実施形
態と共通の構成部分には共通の符号を用いその説明を省
略する。図中の符号30が光路調整手段として用いられ
た複屈折結晶である。複屈折結晶としては、例えば方解
石や水晶等がある。
Embodiment 5 In the fifth embodiment, in the fourth embodiment, the optical path of the laser light that passes through the excitation region for the first time and the optical path of the laser light that passes through the second time are passed through the excitation region without being overlapped. This is a configuration using a birefringent crystal as an optical path adjusting means. FIG.
3 is a plan view and FIG. 14 is a sectional view thereof. The same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Reference numeral 30 in the figure denotes a birefringent crystal used as an optical path adjusting unit. Examples of the birefringent crystal include calcite and quartz.

【0048】次に動作について説明する。色素レーザ入
射光D1は、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
を第1のパスP1として透過する偏光方向で入射され、
励起領域8を通過する。励起領域8を通過して利得を得
た色素レーザ光Dは、光路調整手段としての複屈折結晶
30を通過し、偏光制御手段である例えばλ/4波長板
4を通過する際に円偏光に変換され、全反射鏡9による
反射で第1のパスP1と同軸上に反射され、再びλ/4
波長板で第1のパスP1と直交する偏光方向に変換され
て、再び複屈折結晶30に入射される。複屈折結晶30
を透過する第2のパスP2は、第1のパスP1と偏光方
向が直交しているため、屈折角が異なり、第1のパスと
異なった光軸で励起領域8を通過して利得を得る。ここ
で、複屈折結晶30における光路長を励起領域8で第1
のパスと第2のパスとで色素レーザ光Dが重ならないよ
うに設定しておく。励起領域8を通過した第2のパスP
2は、色素レーザ入射光D1と偏光方向が直交してお
り、偏光ビームスプリッタ1で反射され、色素レーザ入
射光D1と分離されて色素レーザ増幅光D2が得られ
る。
Next, the operation will be described. The dye laser incident light D1 is supplied to the polarization beam splitter 1
In a polarization direction that transmits as a first path P1,
It passes through the excitation region 8. The dye laser light D that has gained by passing through the excitation region 8 passes through a birefringent crystal 30 as an optical path adjusting unit, and becomes circularly polarized light when passing through, for example, a λ / 4 wavelength plate 4 as a polarization controlling unit. It is converted and reflected coaxially with the first path P1 by the reflection by the total reflection mirror 9, and again λ / 4
The light is converted into a polarization direction orthogonal to the first path P1 by the wave plate, and is incident on the birefringent crystal 30 again. Birefringent crystal 30
Since the polarization direction of the second path P2 passing through the first path P1 is orthogonal to that of the first path P1, the refraction angle is different, and the gain is obtained by passing through the excitation region 8 with an optical axis different from that of the first path P1. . Here, the optical path length in the birefringent crystal 30 is set to the first value in the excitation region 8.
The dye laser light D is set so as not to overlap between the second pass and the second pass. Second path P that has passed through excitation region 8
2 has a polarization direction orthogonal to the dye laser incident light D1, is reflected by the polarization beam splitter 1, is separated from the dye laser incident light D1, and obtains a dye laser amplified light D2.

【0049】このように色素レーザ光Dは、励起領域8
を1回目に通過する際と、励起領域8を2回目に通過す
る際とで異なった領域を通過するので、励起領域8を1
回目に通過する第1のパスP1と2回目に通過する第2
のパスP2との相互作用による空間的ホールバーニング
の発生を防止し、レーザ増幅光のスペクトル帯域の拡大
および時間的な強度変調を抑制できる。
As described above, the dye laser beam D is applied to the excitation region 8
Pass through different regions when passing through the excitation region 8 for the first time and when passing through the excitation region 8 for the second time.
The first pass P1 passing the second time and the second passing P2 the second time
To prevent the occurrence of spatial hole burning due to the interaction with the path P2, and can suppress the expansion of the spectral band of the laser amplified light and the temporal intensity modulation.

【0050】図15は、図13および図14に示す実施
の形態5の色素レーザ増幅装置において、色素レーザ入
射光D1の光軸即ち光路上に第4のレンズ19を、複屈
折結晶30と偏光制御手段であるλ/4波長板3との間
に第2のレンズ14を、そして、色素レーザ増幅光D2
の光路上に第5のレンズ20を、それぞれ介在させた構
成としたものである。このように構成すると、図2に示
した実施の形態1と同様に、色素レーザ光Dは励起領域
8での強度を高くできるので、さらなる増幅倍率の向上
ができる。
FIG. 15 shows a fourth embodiment of the dye laser amplifying apparatus according to the fifth embodiment shown in FIGS. 13 and 14, in which the fourth lens 19 is provided on the optical axis, that is, on the optical path of the dye laser incident light D1, and the birefringent crystal 30 and the polarized light. A second lens 14 is provided between the control unit and the λ / 4 wavelength plate 3, and the dye laser amplified light D2
And the fifth lens 20 is interposed on the optical path of the third embodiment. With this configuration, as in Embodiment 1 shown in FIG. 2, the intensity of the dye laser beam D in the excitation region 8 can be increased, so that the amplification factor can be further improved.

【0051】図17は、図13および図14に示す実施
の形態5の色素レーザ増幅装置において、偏光ビームス
プリッタ1と励起領域8との間の色素レーザ光Dの光軸
上に第1のレンズペア15を、また偏光制御手段である
λ/4波長板3と全反射鏡9との間には第2のレンズペ
ア16をそれぞれ介在させたものである。このように構
成すると、図3に示した実施の形態1と同様に、色素レ
ーザ光Dのビームのサイズが、第1のレンズペア15お
よび第2のレンズペア16で励起領域8に適した大きさ
に変換できるので、さらなる増幅倍率の向上ができる。
また、第1のレンズペア15および第2のレンズペア1
6において、色素レーザ光Dと異なる光軸の励起領域8
から発生するASEを除去できるので、色素レーザ増幅
光D2に含まれるASEの割合を低減できる。さらに、
第1のレンズペア15および第2のレンズペア16のい
ずれか一方あるいは両方の色素レーザ光Dの集光位置に
ピンホール等の絞りを挿入することで、さらに色素レー
ザ増幅光D2に含まれるASEの割合を低減できる。ま
た、図4に示した実施の形態1と同様に、第2のレンズ
ペア16と全反射鏡9の組合せをレンズと凹面鏡のペア
とに置き換えると、上記と同様の効果を奏する上に、部
品点数を低減することができる。
FIG. 17 shows a first lens on the optical axis of the dye laser beam D between the polarization beam splitter 1 and the excitation region 8 in the dye laser amplifier of the fifth embodiment shown in FIGS. A pair 15 is provided, and a second lens pair 16 is provided between the λ / 4 wavelength plate 3 as the polarization control means and the total reflection mirror 9. With this configuration, similarly to Embodiment 1 shown in FIG. 3, the beam size of the dye laser beam D is large enough to fit the excitation region 8 in the first lens pair 15 and the second lens pair 16. Since it can be converted to a size, the amplification factor can be further improved.
The first lens pair 15 and the second lens pair 1
6, an excitation region 8 having an optical axis different from that of the dye laser beam D
Can be removed, so that the ratio of ASE contained in the dye laser amplified light D2 can be reduced. further,
By inserting a stop such as a pinhole at the focusing position of one or both of the first lens pair 15 and the second lens pair 16 for the dye laser light D, the ASE contained in the dye laser amplified light D2 can be further increased. Can be reduced. Further, similar to the first embodiment shown in FIG. 4, when the combination of the second lens pair 16 and the total reflection mirror 9 is replaced with a pair of a lens and a concave mirror, the same effect as described above can be obtained, and the components can be obtained. The score can be reduced.

【0052】なお、この実施の形態5では、色素セル5
に対して励起光Pを片側から照射する構成を示したが、
励起光Pを両側から照射する構成としても同様の効果を
奏する。また、この実施の形態5では、偏光制御手段と
してλ/4波長板を用いたが、フレネルロムあるいはフ
ァラディーローテータを用いても同様の効果を奏する。
また、この実施の形態5では、色素レーザ光が色素セル
内面で反射しない構成を示したが、色素レーザ光が色素
セル内面で反射する構成としても同様の効果を奏する。
また、この実施の形態5では、複屈折結晶と色素セルを
個別の構成として示したが、複屈折結晶を色素セルに接
着するか、色素セルを複屈折結晶で製作するなどして一
体化する構成としても同様の効果を奏するとともに装置
をコンパクト化できる。
In the fifth embodiment, the dye cells 5
Irradiates the excitation light P from one side with respect to
The same effect can be obtained by a configuration in which the excitation light P is irradiated from both sides. In the fifth embodiment, a λ / 4 wavelength plate is used as the polarization control means. However, the same effect can be obtained by using a Fresnel rom or a Faraday rotator.
In the fifth embodiment, the configuration in which the dye laser light is not reflected on the inner surface of the dye cell is shown. However, the same effect can be obtained by the structure in which the dye laser light is reflected on the inner surface of the dye cell.
In the fifth embodiment, the birefringent crystal and the dye cell are shown as separate components. However, the birefringent crystal is bonded to the dye cell, or the dye cell is made of a birefringent crystal and integrated. The same effects can be achieved with the configuration, and the device can be made compact.

【0053】実施の形態6.この実施の形態6は、上記
の実施の形態4または5において、励起領域を1回目に
通過するレーザ光の光路と2回目に通過するレーザ光の
光路とが励起領域で重複せずかつ平行に通過させる第1
の光路調整手段と、励起領域を2回目に通過したレーザ
光の光路と励起領域に入射されるレーザ光の光路とを同
軸にさせる第2の光路調整手段とを備えた構成としたも
のである。このように構成すると、レーザ発振器あるい
は他の増幅器との光軸調整が容易となる。
Embodiment 6 FIG. The sixth embodiment is different from the fourth or fifth embodiment in that the optical path of the laser light passing the first time through the excitation region and the optical path of the laser light passing the second time do not overlap in the excitation region and are parallel. The first to pass
And a second optical path adjusting means for making the optical path of the laser light that has passed through the excitation area a second time and the optical path of the laser light incident on the excitation area coaxial. . With this configuration, it is easy to adjust the optical axis with the laser oscillator or another amplifier.

【0054】以下、図19および図20において説明す
る。図19は平面図であり、図20その断面図である。
図中の符号30は第1の光路調整手段としての複屈折結
晶であり、31は第2の光路調整手段として複屈折結晶
であり、それぞれ励起領域8の両側の光路上に配置され
ている。
Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. 19 is a plan view and FIG. 20 is a sectional view thereof.
In the figure, reference numeral 30 denotes a birefringent crystal as first optical path adjusting means, and 31 denotes a birefringent crystal as second optical path adjusting means, which are arranged on the optical paths on both sides of the excitation region 8, respectively.

【0055】次に動作について説明する。色素レーザ入
射光D1は、光分離手段である偏光ビームスプリッタ1
を第1のパスP1として透過する偏光方向で入射され、
例えば、方解石、水晶等の第2の光路調整手段としての
複屈折結晶31を通って励起領域8を通過する。励起領
域8を通過して利得を得た色素レーザ光Dは、次ぎの光
路調整としての第1の複屈折結晶30を通過し、偏光制
御手段である例えばλ/4波長板3を通過すると円偏光
に変換され、全反射鏡9で第1のパスP1と同軸上に反
射され、再びλ/4波長板3で第1のパスP1と直交す
る偏光方向に変換され、再び第1の光路調整手段として
の複屈折結晶30に入射される。この第1の複屈折結晶
30を透過する第2のパスP2は、第1のパスP1と偏
光方向が直交しているため、屈折角が異なり、第1のパ
スP1と異なった光軸で励起領域8を通過して利得を得
る。ここで、第1の複屈折結晶30における光路長を励
起領域8で第1のパスP1と第2のパスP2とで色素レ
ーザ光Dが重ならないように上記光路調整手段を調整し
ておく。励起領域8を通過した第2のパスP2は、色素
レーザ入射光D1と偏光方向が直交しており、第2の複
屈折結晶31で色素レーザ入射光D1と同じ光軸即ち光
路上に戻され、偏光ビームスプリッタ1で反射され、色
素レーザ入射光D1と分離されて色素レーザ増幅光D2
が得られる。
Next, the operation will be described. The dye laser incident light D1 is supplied to the polarization beam splitter 1
In a polarization direction that transmits as a first path P1,
For example, the light passes through the excitation region 8 through a birefringent crystal 31 as a second optical path adjusting means such as calcite or quartz. The dye laser light D having gained by passing through the excitation region 8 passes through the first birefringent crystal 30 as the next optical path adjustment, and then passes through the polarization control means, for example, the λ / 4 wavelength plate 3, to form a circle. The light is converted into polarized light, is reflected coaxially with the first path P1 by the total reflection mirror 9, is converted again into a polarization direction orthogonal to the first path P1 by the λ / 4 wavelength plate 3, and is again adjusted in the first optical path. It is incident on a birefringent crystal 30 as a means. The second path P2 passing through the first birefringent crystal 30 has a different refraction angle because the polarization direction is orthogonal to the first path P1, and is excited by an optical axis different from that of the first path P1. Gain is obtained through region 8. Here, the optical path adjusting means is adjusted so that the optical path length in the first birefringent crystal 30 does not overlap the dye laser beam D between the first path P1 and the second path P2 in the excitation region 8. The second path P2 passing through the excitation region 8 has a polarization direction orthogonal to the dye laser incident light D1, and is returned to the same optical axis as the dye laser incident light D1, that is, on the optical path by the second birefringent crystal 31. Is reflected by the polarization beam splitter 1, is separated from the dye laser incident light D1, and is amplified by the dye laser amplified light D2.
Is obtained.

【0056】このように、色素レーザ光Dは、励起領域
8を1回目に通過する際と、励起領域8を2回目に通過
する際に異なった領域を通過するので、励起領域8を1
回目に通過する第1のパスP1と2回目に通過する第2
のパスP2との相互作用による空間的ホールバーニング
の発生を防止し、レーザ増幅光のスペクトル帯域の拡大
および時間的な強度変調を抑制できる。また、色素レー
ザ入射光D1と色素レーザ増幅光D2の光軸が同一平面
上にあるので、光学部品の配置が容易となる。
As described above, the dye laser beam D passes through different regions when passing through the excitation region 8 for the first time and when passing through the excitation region 8 for the second time.
The first pass P1 passing the second time and the second passing P2 the second time
To prevent the occurrence of spatial hole burning due to the interaction with the path P2, and can suppress the expansion of the spectral band of the laser amplified light and the temporal intensity modulation. Further, since the optical axes of the dye laser incident light D1 and the dye laser amplified light D2 are on the same plane, the arrangement of the optical components becomes easy.

【0057】以上のように、この実施形態6は、実施の
形態4または5に記載のレーザ増幅装置において、1回
目に通過するレーザ光と2回目に通過するレーザ光との
光路を励起領域で平行にさせる第1の光路調整手段と、
2回目に通過したレーザ光と励起領域に入射される上記
レーザ光との光路を同軸にさせる第2の光路調整手段と
を備えた構成としている。
As described above, in the sixth embodiment, in the laser amplifying device according to the fourth or fifth embodiment, the optical path of the first-passed laser beam and the second-passed laser beam is set in the excitation region. First optical path adjusting means for making the optical path parallel,
A second optical path adjusting means for making the optical path of the laser light passed through the second time and the laser light incident on the excitation region coaxial is provided.

【0058】図21は、図19に示す実施の形態6の色
素レーザ増幅装置において、偏光ビームスプリッタ1と
第2の複屈折結晶31との間に第1のレンズ13を、ま
た、第2の複屈折結晶30と偏光制御手段であるλ/4
波長板3との間に第2のレンズ14を介在させたもので
ある。なお、図22は図21の断面図である。このよう
に構成すると、図2に示した実施の形態1と同様、色素
レーザ光Dは、励起領域8での強度を高くできるので、
さらなる増幅倍率の向上ができる。
FIG. 21 shows the dye laser amplifying apparatus according to the sixth embodiment shown in FIG. 19, in which the first lens 13 is provided between the polarizing beam splitter 1 and the second birefringent crystal 31, and the second lens is provided. Birefringent crystal 30 and λ / 4 as polarization control means
The second lens 14 is interposed between the second lens 14 and the wave plate 3. FIG. 22 is a sectional view of FIG. With this configuration, the intensity of the dye laser light D in the excitation region 8 can be increased as in the first embodiment shown in FIG.
The amplification factor can be further improved.

【0059】図23は、図21に示す実施の形態6の色
素レーザ増幅装置において、偏光ビームスプリッタ1と
励起領域8との間の色素レーザ光Dの光軸上に第1のレ
ンズペア15を、また、偏光制御手段であるλ/4波長
板3と全反射鏡9との間に第2のレンズペア16をそれ
ぞれ介在させたものである。このように構成すると、図
3に示した実施の形態1と同様、色素レーザ光Dのビー
ムのサイズを、第1のレンズペア15および第2のレン
ズペア16で励起領域8に適した大きさに変換できるの
で、さらなる増幅倍率の向上ができる。また、第1のレ
ンズペア15および第2のレンズペア16において、色
素レーザ光Dと異なる光軸の励起領域8から発生するA
SEを除去できるので、色素レーザ増幅光D2に含まれ
るASEの割合を低減できる。さらに、第1のレンズペ
ア15および第2のレンズペア16のいずれか一方ある
いは両方の色素レーザ光Dの集光位置にピンホール等の
絞りを挿入することで、さらに色素レーザ増幅光D2に
含まれるASEの割合を低減できる。また、図4に示し
た実施の形態1と同様、第2のレンズペア16と全反射
鏡9との組合せを、レンズと凹面鏡とのペアに置き換え
ても同様の効果を奏する上、部品点数を低減することが
できる。
FIG. 23 shows a first lens pair 15 on the optical axis of the dye laser beam D between the polarization beam splitter 1 and the excitation region 8 in the dye laser amplifier of the sixth embodiment shown in FIG. Further, a second lens pair 16 is interposed between the λ / 4 wavelength plate 3 as the polarization control means and the total reflection mirror 9. With this configuration, similarly to Embodiment 1 shown in FIG. 3, the size of the beam of the dye laser beam D is adjusted by the first lens pair 15 and the second lens pair 16 to a size suitable for the excitation region 8. , So that the amplification factor can be further improved. In the first lens pair 15 and the second lens pair 16, A generated from the excitation region 8 having an optical axis different from that of the dye laser light D
Since SE can be removed, the ratio of ASE contained in the dye laser amplified light D2 can be reduced. Further, by inserting a stop such as a pinhole at the converging position of one or both of the first lens pair 15 and the second lens pair 16 for the dye laser light D, the light is further included in the dye laser amplified light D2. ASE ratio can be reduced. Similar to the first embodiment shown in FIG. 4, the same effect is obtained even when the combination of the second lens pair 16 and the total reflection mirror 9 is replaced with a pair of a lens and a concave mirror, and the number of parts is reduced. Can be reduced.

【0060】なお、この実施の形態6では、色素セル5
に対して励起光Pを片側から照射する構成を示したが、
励起光Pを両側から照射する構成としても同様の効果を
奏する。また、この実施の形態6では、偏光制御手段と
してλ/4波長板を用いたが、フレネルロムあるいはフ
ァラディーローテータを用いても同様の効果を奏する。
また、この実施の形態6では、色素レーザ光が色素セル
内面で反射しない構成を示したが、色素レーザ光が色素
セル内面で反射する構成としても同様の効果を奏する。
また、この実施の形態6では、複屈折結晶と色素セルを
個別の構成として示したが、複屈折結晶を色素セルに接
着するか、色素セルを複屈折結晶で製作するなどして一
体化する構成としても同様の効果を奏するとともに装置
をコンパクト化できる。
In the sixth embodiment, the dye cells 5
Irradiates the excitation light P from one side with respect to
The same effect can be obtained by a configuration in which the excitation light P is irradiated from both sides. In the sixth embodiment, a λ / 4 wavelength plate is used as the polarization control means. However, the same effect can be obtained by using a Fresnel rom or a Faraday rotator.
Further, in the sixth embodiment, the configuration in which the dye laser light is not reflected on the inner surface of the dye cell has been described. However, the same effect can be obtained by the structure in which the dye laser light is reflected on the inner surface of the dye cell.
In the sixth embodiment, the birefringent crystal and the dye cell are shown as separate components. However, the birefringent crystal is bonded to the dye cell, or the dye cell is made of a birefringent crystal and integrated. The same effects can be achieved with the configuration, and the device can be made compact.

【0061】実施の形態7.この実施の形態7は、上記
の実施の形態3から6の構成において、それぞれレーザ
光の強度に対応して励起領域の利得を調整する励起手段
を備えた構成としたものである。このような構成にする
と、記励起領域での利得の調整ができ、励起光からレー
ザ増幅光への変換効率を増大させて大きな増幅倍率を得
ることができる。
Embodiment 7 FIG. In the seventh embodiment, in the configuration of the third to sixth embodiments described above, a configuration is provided in which excitation means for adjusting the gain of the excitation region in accordance with the intensity of the laser light is provided. With such a configuration, the gain in the excitation region can be adjusted, the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light can be increased, and a large amplification factor can be obtained.

【0062】以下、図25に基づいて説明する。図はレ
ーザ増幅装置としての色素レーザ増幅装置の励起手段を
示す側面図である。図中の符号40は励起手段であり、
この励起手段は、転写レンズ42、矩形導波路41、光
ファイバー43等で構成されている。なお、上記実施の
形態と共通部分は同一符号で示しその説明は省略する。
Hereinafter, description will be made with reference to FIG. The figure is a side view showing an excitation means of a dye laser amplification device as a laser amplification device. Reference numeral 40 in FIG.
The excitation means includes a transfer lens 42, a rectangular waveguide 41, an optical fiber 43, and the like. Note that the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0063】次に動作について説明する。色素レーザ光
Dは、上記実施の形態3乃至6で示した光路調整手段等
により、光路が励起領域8で重複しない状態において、
第1のパスP1と第2のパスP2とを励起光Pの進行方
向に対して垂直な方向に配置する。一方、励起光Pは、
空間を鏡あるいは光ファイバー40で伝送され、励起領
域8に入射されるが、このとき励起光Pが、例えば2段
の矩形導波路41と転写レンズ42の組合せによる励起
手段43によって色素溶液6に照射され、励起領域8を
形成する。このとき、例えば図26に示すように、色素
レーザ光Dが励起領域8を第1のパスP1で通過する領
域に比べ、第2のパスP2で通過する領域の励起高強度
が大きくなるように励起手段43を制御することで、色
素レーザ増幅光D2を得る。
Next, the operation will be described. The dye laser light D is emitted by the optical path adjusting means or the like described in the third to sixth embodiments in a state where the optical paths do not overlap in the excitation region 8.
The first path P1 and the second path P2 are arranged in a direction perpendicular to the traveling direction of the pump light P. On the other hand, the excitation light P is
The space is transmitted by a mirror or an optical fiber 40 and is incident on the excitation region 8. At this time, the excitation light P is irradiated on the dye solution 6 by the excitation means 43, for example, a combination of a two-stage rectangular waveguide 41 and a transfer lens 42. As a result, an excitation region 8 is formed. At this time, as shown in FIG. 26, for example, the excitation high intensity in the region where the dye laser beam D passes through the second pass P2 is larger than that in the region where the dye laser beam D passes through the first pass P1. The dye laser amplified light D2 is obtained by controlling the excitation means 43.

【0064】このようにして、色素レーザ光Dは、励起
領域8を通過する第1のパスP1と第2のパスP2とで
異なった利得が得られるから、励起光Pの強度分布を励
起手段40で調整することにより、励起光Pから色素レ
ーザ増幅光D2へのエネルギー変換効率を自在に向上さ
せることができる。
As described above, since the dye laser beam D has different gains in the first path P1 and the second path P2 passing through the pumping region 8, the intensity distribution of the pumping light P is determined by the pumping means. By adjusting at 40, the energy conversion efficiency from the excitation light P to the dye laser amplified light D2 can be freely improved.

【0065】なお、この実施の形態7では、色素セル5
に対して励起光Pを片側から照射する構成を示したが、
励起光Pを両側から照射する構成としても同様の効果を
奏する。
In the seventh embodiment, the dye cells 5
Irradiates the excitation light P from one side with respect to
The same effect can be obtained by a configuration in which the excitation light P is irradiated from both sides.

【0066】以上のように、この実施の形態7は、上記
の実施の形態3乃至6の何れかに記載のレーザ増幅装置
において、1回目に通過するレーザ光と2回目に通過す
るレーザ光との光路を励起領域で異にさせる光路調整手
段とともに、レーザ光の強度に対応して励起領域の利得
を調整する励起手段を備えた構成としたものである。
As described above, in the seventh embodiment, in the laser amplifying device according to any of the third to sixth embodiments, the laser light passing through the first time and the laser light passing through the second time are used. In addition to the optical path adjusting means for making the optical path different in the excitation area, the excitation means for adjusting the gain of the excitation area according to the intensity of the laser beam is provided.

【0067】実施の形態8.この実施の形態8は、上記
実施の形態3乃至6において、励起領域を1回目に通過
するレーザ光と2回目に通過するレーザ光との光路が励
起領域で重複せず、かつ励起光の進行方向に励起領域を
通過するレーザ光の光路を配置させる光路調整手段を備
えた構成としたものである。図27はレーザ増幅装置と
しての色素レーザ増幅装置の励起手段を示す側面図であ
る。なお、上記実施の形態と共通の構成部分には同一符
号を付してその説明を省略する。
Embodiment 8 FIG. The eighth embodiment is different from the third to sixth embodiments in that the optical paths of the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing the second time do not overlap in the excitation region, and An optical path adjusting means for arranging the optical path of the laser light passing through the excitation region in the direction is provided. FIG. 27 is a side view showing the excitation means of the dye laser amplification device as the laser amplification device. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0068】このような構成にすると、1回目に通過す
るレーザザ光と2回目に通過するレーザ光の光路とが励
起領域で重複せず、かつ励起光の進行方向に励起領域を
通過するレーザ光の光路を配置させる光路調整手段を設
けることで、レーザ媒質の利得をレーザ光強度に合わせ
て選択でき、励起光からレーザ増幅光への変換効率を増
大させて大きな増幅倍率が得られる。
With this configuration, the laser beam that passes the first time and the optical path of the laser light that passes the second time do not overlap in the excitation region, and the laser light that passes through the excitation region in the traveling direction of the excitation light. By providing the optical path adjusting means for arranging the optical paths of the above, the gain of the laser medium can be selected according to the intensity of the laser light, and the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light can be increased to obtain a large amplification factor.

【0069】次に動作について説明する。色素レーザ光
Dは、実施の形態3乃至6で示した光路調整手段によっ
て、レーザ光の光路が励起領域8で重複しない状態にお
いて、第1のパスP1と第2のパスP2とを励起光Pの
進行方向に対して平行な方向に配置するとともに、第2
のパスを励起光入射側に配置する。一方、励起光Pは、
空間を鏡あるいは光ファイバー40で伝送され、励起領
域8に入射されるが、励起領域8で励起光Pは色素溶液
6中の色素分子に吸収されるため、進行するとともに強
度が減衰し、例えば図28に示すような強度分布にな
る。従って、色素レーザ光Dが励起領域8を第1のパス
P1で通過する領域に比べ、第2のパスP2で通過する
領域の励起光強度が大きくなる。
Next, the operation will be described. The dye laser light D is supplied to the first path P1 and the second path P2 by the optical path adjusting means described in the third to sixth embodiments in a state where the optical paths of the laser light do not overlap in the excitation region 8. In the direction parallel to the traveling direction of the
Is arranged on the excitation light incident side. On the other hand, the excitation light P is
The space is transmitted by a mirror or an optical fiber 40, and is incident on the excitation region 8. In the excitation region 8, the excitation light P is absorbed by the dye molecules in the dye solution 6, so that the intensity of the light is attenuated as it progresses. An intensity distribution as shown in FIG. Therefore, the intensity of the excitation light in the region where the dye laser beam D passes through the second pass P2 is larger than that in the region where the dye laser beam D passes through the excitation region 8 by the first pass P1.

【0070】このように色素レーザ光Dは、励起領域8
を通過する第1のパスP1と第2のパスP2とで異なっ
た利得が得られ、色素溶液6中の色素分子の濃度を調節
することで励起光Pの強度分布を調整できるので、励起
光Pから色素レーザ増幅光D2へのエネルギー変換効率
を自在に向上させることができる。
As described above, the dye laser beam D is applied to the excitation region 8
Different gains are obtained in the first path P1 and the second path P2 which pass through the filter, and the intensity distribution of the excitation light P can be adjusted by adjusting the concentration of the dye molecules in the dye solution 6, so that the excitation light can be adjusted. Energy conversion efficiency from P to dye laser amplified light D2 can be freely increased.

【0071】以上のように、この実施の形態8は、請求
項3乃至請求項6の何れかに記載のレーザ増幅装置にお
いて、1回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当
該レーザ光との光路を励起領域で異にさせ、2回目に通
過するレーザ光の光路を励起光の入射側に配置させる光
路調整手段を備えた構成としたものである。
As described above, in the eighth embodiment, in the laser amplifying device according to any one of claims 3 to 6, the laser light passing through the first time and the laser light passing through the second time are used. The optical path is different in the excitation region, and the optical path of the laser light that passes the second time is arranged on the incident side of the excitation light.

【0072】[0072]

【発明の効果】請求項1乃至請求項8の発明によれば、
レーザ光が励起領域を通過する際の偏光方向を制限する
ことによって、励起光からレーザ増幅光への変換効率を
増大させて大きな増幅倍率が得られるとともに、偏光方
向あるいは励起領域を通過するレーザ光の光路を制限す
ることで、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回
目に通過するレーザ光の相互作用による空間的ホールバ
ーニングの発生を防止し、レーザ増幅光のスペクトル帯
域の拡大および時間的な強度変調を抑制するレーザ増幅
装置を提供することができる。
According to the first to eighth aspects of the present invention,
By limiting the polarization direction of the laser light when passing through the excitation region, the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light can be increased to obtain a large amplification factor, and the laser light passing through the polarization direction or the excitation region can be obtained. Restricting the optical path of the laser beam prevents the occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the second time. It is possible to provide a laser amplifying device that suppresses a specific intensity modulation.

【0073】請求項1の発明によれば、レーザ光が励起
領域を1回目に通過する際のレーザ光の偏光方向を励起
光の進行方向に対して平行にするための第1の偏光制御
手段と、レーザ光が励起領域を2回目に通過する際のレ
ーザ光の偏光方向を励起光の進行方向に対して垂直にす
るための第2の偏光制御手段とにより、レーザ光が励起
領域を通過する際の偏光方向を制限することができ、励
起光からレーザ増幅光への変換効率を増大させて大きな
増幅倍率を得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, the first polarization control means for making the polarization direction of the laser light when the laser light passes through the excitation region for the first time parallel to the traveling direction of the excitation light. And second polarization control means for making the polarization direction of the laser light when the laser light passes through the excitation region for the second time perpendicular to the traveling direction of the excitation light, so that the laser light passes through the excitation region. It is possible to restrict the polarization direction at the time of performing, and to increase the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light to obtain a large amplification factor.

【0074】請求項2の発明によれば、レーザ光が励起
領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に通過するレ
ーザ光の進行方向を同じにするための光結合分離手段に
より、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に
通過するレーザ光との相互作用による空間的ホールバー
ニングの発生を防止することができ、レーザ増幅光のス
ペクトル帯域の拡大および時間的な強度変調を抑制する
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, the laser beam passing through the excitation region for the first time and the laser beam passing through the excitation region in the second time have the same coupling direction by the optical coupling / separating means. Can prevent the occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the laser light passing the first time and the laser light passing the second time, thereby suppressing the expansion of the spectral band of the laser amplified light and the temporal intensity modulation. can do.

【0075】請求項3の発明によれば、光路調整手段に
より、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に
通過するレーザ光を励起領域で重複させないよう調整で
きるので、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回
目に通過するレーザ光の相互作用による空間的ホールバ
ーニングの発生を防止することができ、レーザ増幅光の
スペクトル帯域の拡大および時間的な強度変調を抑制す
ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the optical path adjusting means can adjust the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing the second time so as not to overlap in the excitation region. Spatial hole burning due to the interaction between the laser light passing the second time and the laser light passing the second time can be prevented, and the expansion of the spectral band of the laser amplified light and the temporal intensity modulation can be suppressed. it can.

【0076】請求項4の発明によれば、光路調整手段に
より、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回目に
通過するレーザ光を励起領域で重複せずかつ平行に通過
させることができ、励起領域を1回目に通過するレーザ
光と2回目に通過するレーザ光との相互作用による空間
的ホールバーニングの発生を防止することができ、レー
ザ増幅光のスペクトル帯域の拡大および時間的な強度変
調を抑制することができることに加え、励起領域の体積
に対してレーザ光が通過する体積の割合を大きくできる
ため、励起光からレーザ増幅光への変換効率を増大させ
て大きな増幅倍率を得ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the second time can pass in the excitation region in parallel without overlapping by the optical path adjusting means. In addition, it is possible to prevent the occurrence of spatial hole burning due to the interaction between the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the second time, thereby expanding the spectral bandwidth and temporal intensity of the laser amplified light. In addition to being able to suppress modulation, it is possible to increase the ratio of the volume through which the laser beam passes to the volume of the excitation region, thereby increasing the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light and obtaining a large amplification factor. Can be.

【0077】請求項5の発明によれば、請求項4の発明
において、励起領域を1回目に通過するレーザ光と2回
目に通過するレーザ光とを励起領域で重複せずかつ平行
に通過させる光路調整手段が複屈折結晶で構成されてい
るので、光学系の調整を容易に行なうことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the laser light passing through the excitation region for the first time and the laser light passing through the second time pass in the excitation region in parallel without overlapping. Since the optical path adjusting means is made of a birefringent crystal, the optical system can be easily adjusted.

【0078】請求項6の発明によれば、請求項4または
請求項5の発明において、励起領域を1回目に通過する
レーザ光と2回目に通過するレーザ光とが励起領域で重
複せずかつ平行に通過させる第1の光路調整手段と励起
領域を2回目に通過したレーザ光と励起領域に入射され
るレーザ光とを同軸にさせる第2の光路調整手段とによ
り、レーザ発振器あるいは他の増幅器との光軸調整を容
易に行なうことができる。
According to the sixth aspect of the present invention, in the fourth or fifth aspect of the present invention, the first and second laser beams passing through the excitation region do not overlap in the excitation region, and A laser oscillator or another amplifier is provided by a first optical path adjusting means for passing the laser light in parallel and a second optical path adjusting means for making the laser light passing through the excitation area a second time and the laser light incident on the excitation area coaxial. Can be easily adjusted.

【0079】請求項7の発明によれば、請求項3乃至請
求項6の発明において、レーザ光の強度に対応して励起
領域の利得を調整する励起手段により、励起領域での利
得の調整ができ、励起光からレーザ増幅光への変換効率
を増大させて大きな増幅倍率を得ることができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the third to sixth aspects of the present invention, the gain in the excitation region is adjusted by the excitation means for adjusting the gain in the excitation region in accordance with the intensity of the laser beam. Thus, the conversion efficiency from the excitation light to the laser amplified light can be increased, and a large amplification factor can be obtained.

【0080】請求項8の発明によれば、請求項3乃至請
求項6の発明において、光路調整手段により、励起領域
を1回目に通過するレーザ光と2回目に通過するレーザ
光とが励起領域で重複せず、かつ励起光進行方向側に励
起領域を通過するレーザ光を配置できるため、レーザ媒
質の利得をレーザ光強度に合わせて選択することがで
き、励起光からレーザ増幅光への変換効率を増大させて
大きな増幅倍率を得ることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, in the third to sixth aspects of the present invention, the optical path adjusting means causes the laser light passing through the first and second passes through the excitation region. The laser light passing through the excitation region can be arranged on the side of the pump light traveling direction without overlapping, so that the gain of the laser medium can be selected according to the laser light intensity, and the conversion from pump light to laser amplified light The efficiency can be increased to obtain a large amplification factor.

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

【図1】 実施の形態1のレーザ増幅装置を示す平面平
面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a laser amplification device according to a first embodiment.

【図2】 実施の形態1の他のレーザ増幅装置を示す平
面図である。
FIG. 2 is a plan view showing another laser amplification device according to the first embodiment.

【図3】 実施の形態1の他のレーザ増幅装置を示す平
面図である。
FIG. 3 is a plan view showing another laser amplification device according to the first embodiment.

【図4】 実施の形態1の他のレーザ増幅装置を示す平
面図である。
FIG. 4 is a plan view showing another laser amplification device according to the first embodiment.

【図5】 実施の形態1の他のレーザ増幅装置を示す平
面図である。
FIG. 5 is a plan view showing another laser amplification device according to the first embodiment.

【図6】 実施の形態2のレーザ増幅装置を示す平面図
である。
FIG. 6 is a plan view showing a laser amplification device according to a second embodiment.

【図7】 実施の形態3のレーザ増幅装置を示す平面図
である。
FIG. 7 is a plan view showing a laser amplification device according to a third embodiment.

【図8】 図7の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of FIG. 7;

【図9】 実施の形態4のレーザ増幅装置を示す平面図
である。
FIG. 9 is a plan view showing a laser amplification device according to a fourth embodiment.

【図10】 図9の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of FIG. 9;

【図11】 実施の形態4の他のレーザ増幅装置を示す
平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing another laser amplification device according to the fourth embodiment.

【図12】 図11の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of FIG.

【図13】 実施の形態5のレーザ増幅装置を示す平面
図である。
FIG. 13 is a plan view showing a laser amplification device according to a fifth embodiment.

【図14】 図13の断面図である。FIG. 14 is a sectional view of FIG.

【図15】 実施の形態5の他のレーザ増幅装置を示す
平面図である。
FIG. 15 is a plan view showing another laser amplification device according to the fifth embodiment.

【図16】 図15の断面図である。FIG. 16 is a sectional view of FIG.

【図17】 実施の形態5の他のレーザ増幅装置を示す
平面図である。
FIG. 17 is a plan view showing another laser amplification device according to the fifth embodiment.

【図18】 図17の断面図である。18 is a sectional view of FIG.

【図19】 実施の形態6の他のレーザ増幅装置を示す
平面図である。
FIG. 19 is a plan view showing another laser amplification device according to the sixth embodiment.

【図20】 図19の断面図である。20 is a sectional view of FIG.

【図21】 実施の形態6の他のレーザ増幅装置を示す
平面図である。
FIG. 21 is a plan view showing another laser amplification device according to the sixth embodiment.

【図22】 図21の断面図である。FIG. 22 is a sectional view of FIG. 21;

【図23】 実施の形態6の他のレーザ増幅装置を示す
平面図である。
FIG. 23 is a plan view showing another laser amplification device according to the sixth embodiment.

【図24】 図23の断面図である。FIG. 24 is a sectional view of FIG. 23;

【図25】 実施の形態7の励起手段を示す側面図であ
る。
FIG. 25 is a side view showing the excitation means of the seventh embodiment.

【図26】 実施の形態7の励起光の強度分布を示す図
である。
FIG. 26 is a diagram showing an intensity distribution of excitation light according to the seventh embodiment.

【図27】 実施の形態8の励起手段を示す側面図であ
る。
FIG. 27 is a side view showing an excitation unit of the eighth embodiment.

【図28】 実施の形態8の励起光の強度分布を示す図
である。
FIG. 28 is a diagram showing an intensity distribution of excitation light according to the eighth embodiment.

【図29】 従来のレーザ増幅装置を示す平面図であ
る。
FIG. 29 is a plan view showing a conventional laser amplifying device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 偏光ビームスプリッタ、2 λ/2波長板、3 λ
/4波長板、5 色素セル、6 色素溶液、7 スリッ
ト、8 励起領域、9 全反射鏡、13 第1のレン
ズ、14 第2のレンズ、15 第1のレンズペア、1
6 第2のレンズペア、17 レンズ凹面鏡ペア、18
第3のレンズ、19 第4のレンズ、20 第5のレ
ンズ、30第1の複屈折結晶、31 第2の複屈折結
晶、40 励起手段、41 矩形導波路、42 転写レ
ンズ、43 光ファイバー、D 色素レーザ光、D1
色素レーザ入射光、D2 色素レーザ増幅光、P1 第
1のパス、P2 第2のパス、P 励起光。
1 polarization beam splitter, 2 λ / 2 wavelength plate, 3 λ
/ 4 wavelength plate, 5 dye cell, 6 dye solution, 7 slit, 8 excitation area, 9 total reflection mirror, 13 first lens, 14 second lens, 15 first lens pair, 1
6 Second lens pair, 17 lens concave mirror pair, 18
3rd lens, 19 4th lens, 20 5th lens, 30 1st birefringent crystal, 31 2nd birefringent crystal, 40 Excitation means, 41 Rectangular waveguide, 42 Transfer lens, 43 Optical fiber, D Dye laser light, D1
Dye laser incident light, D2 dye laser amplified light, P1 first pass, P2 second pass, P excitation light.

フロントページの続き (72)発明者 小林 一郎 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 藤田 修一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−215018(JP,A) 特開 平5−90680(JP,A) 特開 平5−198875(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/00 - 3/30 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (72) Inventor Ichiro Kobayashi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Shuichi Fujita 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (56) reference Patent flat 10-215018 (JP, a) JP flat 5-90680 (JP, a) JP flat 5-198875 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7 H01S 3/00-3/30 JICST file (JOIS)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 励起光を照射してレーザ媒質に励起領域
を形成し、当該励起領域にレーザ光を2回通過させて増
幅を行うレーザ増幅装置において、 上記励起領域を1回目に通過する際のレーザ光の偏光方
向を上記励起光の光路に対して平行にさせる第1の偏光
制御手段と、上記励起領域を2回目に通過する際のレー
ザ光の偏光方向を上記励起光の光路に対して垂直にさせ
る第2の偏光制御手段とを設けて、前記レーザ光の相互
作用による励起領域内での空間的ホールバーニングの発
生を防止することを特徴とするレーザ増幅装置。
1. A laser amplifying device for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing laser light through the excitation region twice to amplify the laser light when the laser light passes through the excitation region for the first time. First polarization control means for making the polarization direction of the laser light parallel to the optical path of the excitation light, and changing the polarization direction of the laser light when passing through the excitation region for the second time with respect to the optical path of the excitation light. And second polarization control means for making the laser beams perpendicular to each other.
Of Spatial Hole Burning in the Excitation Region by the Action
A laser amplifying device for preventing production .
【請求項2】 励起光を照射してレーザ媒質に励起領域
を形成し、当該励起領域にレーザ光を2回通過させて増
幅を行うレーザ増幅装置において、 1回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レー
ザ光との光路を上記励起領域で同方向にさせる光結合分
離手段を設けて、前記レーザ光の相互作用による励起領
域内での空間的ホールバーニングの発生を防止すること
を特徴とするレーザ増幅装置。
2. A laser amplifying device for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing the laser light through the excitation region twice to amplify the laser light. An optical coupling / separating means for making an optical path of the laser beam passing through the laser beam in the same direction in the excitation region;
A laser amplifying device for preventing spatial hole burning from occurring in a region .
【請求項3】 励起光を照射してレーザ媒質に励起領域
を形成し、当該励起領域にレ―ザ光を2回通過させて増
幅を行うレーザ増幅装置において、 1回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レー
ザ光との光路を異にさせる光路調整手段を設けて、前記
レーザ光の相互作用による励起領域内での空間的ホール
バーニングの発生を防止することを特徴とするレーザ増
幅装置。
3. A laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing laser light through the excitation region twice to amplify the laser light. Providing an optical path adjusting means for making an optical path different from the laser light passing through the second time ;
Spatial holes in the excitation region due to laser light interaction
A laser amplifying device for preventing generation of burning .
【請求項4】 励起光を照射してレーザ媒質に励起領域
を形成し、当該励起領域にレーザ光を2回通過させて増
幅を行うレーザ増幅装置において、 1回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レー
ザ光との光路を当該励起領域で平行に通過させる光路調
整手段を備えたことを特徴とする請求項3に記載のレー
ザ増幅装置。
4. A laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium and passing the laser light through the excitation region twice to amplify the laser light. 4. The laser amplifying device according to claim 3, further comprising an optical path adjusting means for passing an optical path of the laser beam passing through the excitation region in parallel with the laser beam.
【請求項5】 光路調整手段は複屈折結晶で構成された
ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ増幅装置。
5. The laser amplifying device according to claim 4, wherein the optical path adjusting means is made of a birefringent crystal.
【請求項6】 励起光を照射してレーザ媒質に励起領域
を形成し、当該励起領域を2回通過させて増幅を行うレ
ーザ増幅装置において、 1回目に通過する上記レーザ光と2回目に通過する当該
レーザ光との光路を上記励起領域で平行にさせる第1の
光路調整手段と、2回目に通過した上記レーザ光と上記
励起領域に入射される上記レーザ光との光路を同軸にさ
せる第2の光路調整手段とを備えたことを特徴とする請
求項4または請求項5に記載のレーザ増幅装置。
6. A laser amplifying device for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium, passing the excitation region twice, and amplifying the laser light, wherein the laser light passing through a first time and the laser light passing through a second time A first optical path adjusting means for making an optical path with the laser light parallel in the excitation region, and a second optical path adjusting means for making the optical path of the laser light passed through the second time and the laser light incident on the excitation region coaxial. The laser amplifying device according to claim 4 or 5, further comprising two optical path adjusting means.
【請求項7】励起光を照射してレーザ媒質に励起領域を
形成し、当該励起領域を2回通過させて増幅を行うレー
ザ増幅装置において、 1回目に通過する上記レーザ光と2回目に通過する当該
レーザ光との光路を上記励起領域で異にさせる光路調整
手段と、上記レーザ光の強度に対応して励起領域の利得
を調整する励起手段とを備えたことを特徴とする請求項
3乃至請求項6の何れかに記載のレーザ増幅装置。
7. A laser amplifying apparatus for irradiating an excitation light to form an excitation region in a laser medium, passing the excitation region twice, and amplifying the laser light, wherein the laser light passing through the first time and the laser light passing through the second time 4. An apparatus according to claim 3, further comprising: an optical path adjusting unit that changes an optical path of the laser light to the excitation region in the excitation region; and an excitation unit that adjusts a gain of the excitation region in accordance with the intensity of the laser light. The laser amplifying device according to claim 6.
【請求項8】 励起光を照射してレーザ媒質に励起領域
を形成し、当該励起領域に2回通過させて増幅を行うレ
ーザ増幅装置において、 1回目に通過するレーザ光と2回目に通過する当該レー
ザ光との光路を上記励起領域で異にさせ、2回目に通過
するレーザ光の光路を励起光の入射側に配置させる光路
調整手段を備えたことを特徴とする請求項3乃至請求項
6の何れかに記載のレーザ増幅装置。
8. A laser amplifying device that forms an excitation region in a laser medium by irradiating an excitation light and passes the laser light through the excitation region twice to amplify the laser light. 4. An optical path adjusting means, wherein an optical path with the laser light is made different in the excitation region and an optical path of the laser light which passes for the second time is arranged on an incident side of the excitation light. 7. The laser amplifier according to any one of 6.
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