JP3410108B2 - ポンプレーザと光パラメトリック発振器の両者の単一共振器空洞にブリュースター角度のｑスイッチを有するアイセーフレーザを使用するレンジ発見システム - Google Patents
ポンプレーザと光パラメトリック発振器の両者の単一共振器空洞にブリュースター角度のｑスイッチを有するアイセーフレーザを使用するレンジ発見システムInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術的背景］
1.技術分野
本発明は、レーザにより放射される光の波長をシフト
するための光パラメトリック発振器を含んでいるレーザ
システム、特にポンプレーザと光パラメトリック発振器
に対して同一の光共振器空洞を使用するレーザシステム
に関する。 2.従来技術 ここで説明するタイプのアイセーフレーザ送信装置は
典型的に２つの共振器空洞を含んでいる。第１の共振器
空洞はポンプ周波数で動作するポンプレーザと共に動作
し、第２の共振器空洞は光パラメトリック発振器（OP
O）と共に動作し、光パラメトリック発振器はレーザの
ポンプ周波数出力を肉眼に安全なアイセーフ周波数に変
換する。２つの共振器構造はレーザの動作のための全体
で３つの共振器ミラーを必要とする。３つの共振器ミラ
ーの使用は非常にミラーの整列を複雑にする。 整列の問題に加えて、典型的なアイセーフレーザは比
較的短いOPO空洞を含んでおり、これは高いフレネル数
を生み、それによってレーザビームの全体的な品質を減
少する。さらにこれらの空洞の空間的オーバーラップは
しばしば現在の装置により非常に限定される。 ブリュースタ角度で整列された被覆されていないU4+:
SrF2 Ｑスイッチは、アイセーフ周波数（1533nm）で動
作するEr:ガラスレーザの共振器空洞で使用される。 ［発明の要約］ 本発明によれば、アイセーフレーザシステムは、少な
くとも１つの端部に部分的に反射表面を有する１つの共
振器空洞を具備し、それによって共振器空洞内の第１
（ポンプ）波長の光と第２（アイセーフ）波長の光を少
なくとも部分的に反射し、共振器空洞から第２の波長の
光を少なくとも部分的に透過する。共振器空洞内に配置
された光パラメトリック発振器はポンプ周波数の光を出
力波長の光に変換する。ポンプ周波数の光を与える光パ
ラメトリック発振器とレーザは両者とも共振器空洞内に
収容され、共振器空洞を限定する１つ（または複数の）
反射表面は光軸に沿ってレーザおよび光パラメトリック
発振器と光学的に整列される。 幾つかの実施形態では、光軸は折曲げられ、単一の部
分的に反射性の表面は共振器空洞の両端部を限定する。
その他の実施形態では光軸は部分的に反射性の表面か
ら、空洞の他方の端部の第２の反射性の表面まで延在
し、空洞は両方の周波数で反射性であることが好まし
い。 好ましくは、可飽和吸収体のＱスイッチがレーザとOP
Oの間に位置され、光軸に関してブリュースタ角度に整
列される。同一の共振器空洞内にポンプレーザとOPOと
の両者を収容し、ブリュースタプレート偏光器として機
能するようにＱスイッチを方向付けすることによって、
共振器空洞の設計を簡単にし、光学素子の整列を容易に
できるだけでなく、必要とされる反射防止被覆のうち少
なくとも幾つかを除去して表面数と製造価格を減少する
ことにより光効率全体を増加する。結果的なOPOタイプ
のレーザシステムはしたがってより少ない数で簡単な構
成要素を有し、製造と保守が廉価で容易である。 本発明の付加的な目的、特徴、利点は添付図面を伴っ
た以下の説明および特許請求の範囲から当業者に明白に
なるであろう。 ［図面の簡単な説明］ 図１は、本発明の原理にしたがって整列されたレーザ
システムである。 図２は、図１のレーザシステムから出力された典型的
に1.57μｍパルスの波形図である。 図３は、図１で示されているCr4+:YAG Ｑスイッチの
吸収スペクトルの特性図である。 図４は、Nd:YAGの吸収スペクトルの特性図である。 図５は、本発明の原理にしたがって整列されたレーザ
の第２の実施形態である。 図６は、本発明で説明されたレーザを使用しているレ
ンジ処理システムのブロック図である。 ［好ましい実施例の詳細な説明］ 図１で示されているように、レーザシステム10は、第
１のミラー12と、光空洞16の端部を限定している第２の
ミラー14を具備している。ミラー12は10メートルの曲率
半径を有する内側凹面18を具備し、これは1.06ミクロン
の波長を有する光を反射するため高反射性被覆（約100
％）され、1.57ミクロンの波長を有する光を反射するた
め高反射性被覆（約88％??）されている。ミラー14は平
坦な内側表面20を含んでおり、これは1.06ミクロンの波
長を有する光を反射するため高反射性被覆（約100％）
され、1.57ミクロンにおける光は部分的にのみ反射する
ような被覆（約46％）とされ、それによってアイセーフ
の1.57ミクロンの出力ビーム用の出力カプラとして機能
する。ミラー12、14の内側表面18、20の反射性被覆はそ
れぞれポンプ（1.06ミクロン）と光パラメトリック発振
器22（1.57ミクロン）により放射される光の波長と一致
する。ミラー14と12は約５インチ（14cm）の距離で分離
されている。1.57ミクロンの光に対して88％の反射性と
して示されているが、ミラー12は1.57ミクロンの光に対
して100％の反射性であることが好ましい。 共振器空洞16の内部内で、2.5mm×50mmの寸法のネオ
ジムドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネ
ット（Nd:YAG）ロッド24はフラッシュランプによりポン
プされる。好ましくはロッド24とランプの両者は反射性
のセラミックポンプ空洞内に収容される。ロッド24は1.
06ミクロンの波長の光に対して利得を与える。Ｑスイッ
チ26は最初に予め定められた量のエネルギが吸収される
まで1.06ミクロンの光を吸収する。その後、Ｑスイッチ
26は比較的透明になり、それによってレーザ動作を開始
し、それに続いて1.06ミクロンの光として蓄積されたエ
ネルギを解放する。Ｑスイッチ26は、レーザ共振器10の
種々の素子を接続している光軸28に関してブリュースタ
角度（61.2゜）で方向付けされ、ブリュースタ偏光プレ
ートとして機能する0.54光密度のCr4+:YAG結晶であり、
それによって1.06ミクロンの光は線形に偏光される。偏
光された1.06ミクロン光は十分な強度に到達した後、光
パラメトリック発振器（OPO）22により1.57ミクロンの
光に変換される。OPO22は能動素子として図１の平面か
ら外方向に突出するように示されているＺ軸を有するリ
ン酸カリウムチタニール（KTP）結晶を含んでいる。こ
のKTP結晶の方向と、光軸28に関するブリュースタプレ
ート26の方向はKTPに対するタイプIIの位相整合状態を
与え、1.06ミクロンの入力と1.57ミクロンの出力は両者
とも図１の平面内で線形に偏光されている（即ち、KTP
のＺ軸に対して垂直である）。したがって、光パラメト
リック発振器22とNd:YAGロッド24が共通の共振器16を共
有していることが図１から明白である。ロッド24とOPO2
2の表面は1.06ミクロンと1.57ミクロンとの両者におけ
る透過を改良するように反射防止被覆されることが好ま
しい。ミラー14の内側表面20に施される反射被覆が直接
OPO22の出力側に設けられてもよく、したがってミラー1
4を除去することが当業者により留意されよう。さらに
示された実施形態では、結合されたＱスイッチ／ブリュ
ースタプレート26は反射防止被覆されていないが、幾ら
かの効率の損失があるにもかかわらずこのような被覆に
よって機能的である。 動作において、Nd:YAGロッド24はフラッシュランプに
よりポンプされまたは発光ダイオードによりポンプされ
る。1.06ミクロンの光は低い透過率の0.54光密度の４価
のドープされたクロム・イットリウム・アルミニウム・
ガーネット（Cr4+:YAG）結晶を使用してＱスイッチされ
る。このＱスイッチを使用した図１のレーザのしきい値
はフラッシュランプに対する約3.6ジュールの電気エネ
ルギ入力である。図１で示されている実施形態では、約
１ミリジュールの出力エネルギが1.57ミクロンの光の形
態でミラー14から放射される。図２は図１のレーザ共振
器で観察された典型的に1.57ミクロンのパルスを示して
いる。 光パラメトリック発振器の信号波長におけるCr4+:YAG
とNd:YAGとの両者の低い固有の損失はそれぞれ図３およ
び４の吸収スペクトルで見られる。図３、４に関して特
に重要なことは、Cr4+:YAGとNd:YAG結晶の両者において
1.57ミクロンの波長において比較的低い損失であること
である。 図５は単一の光空洞概念を使用しているアイセーフレ
ーザの別の実施形態を示している。共振器空洞30は、高
反射性のミラー被覆を内側表面34に配置している単一の
ミラー32を含んでおり、それによって1.06ミクロンの波
長のポンプ光を全反射し、1.57ミクロンの波長の出力光
を部分的に反射する。共振器空洞30はまた単一のミラー
設計を可能にするコーナーキューブ折曲げプリズム36を
含んでいる。結合されたＱスイッチ／ブリュースタプレ
ート38は折曲げられた共振器空洞30の上部レッグを横切
って延在するCr4+:YAG結晶である。Nd:YAGロッド40はフ
ラッシュランプによりポンプされる。ロッド40は1.06ミ
クロンの波長の光に対して利得を提供する。結合された
Ｑスイッチ／ブリュースタプレート38は図１に関して説
明したように、1.06ミクロンの光を吸収し、その後図面
の平面で線形に偏光されたレーザ動作を開始した後に蓄
積されたエネルギを解放するように動作する。OPO42はK
TP結晶を含んでおり、十分な強度に到達した後1.06ミク
ロンの光を1.57ミクロンの光に変換する。1.57ミクロン
の光はその後アイセーフ出力レーザビームを与えるため
部分反射性のミラー32を透過する。 図６を参照して、図１および５に説明されているよう
にレーザの１つを含んだターゲットシステム50が示され
ている。ターゲットシステム50はレンジプロセッサ52を
含んでいる。レンジプロセッサ52は制御信号をレーザ54
へ提供し、このレーザは図１および４乃至６に関して説
明されているように任意のレーザであってもよい。レー
ザ54はターゲットを決定するために選択されているオブ
ジェクト66に導かれる１つの（または反復された）パル
スを出力する。レーザパルスはオブジェクト66による反
射光をレーザ54方向に戻すように反射する。センサ58は
反射されたパルスを検出する。センサ58は入力信号をレ
ンジプロセッサ52へ与える。レンジプロセッサ52はその
後レーザ54/センサ58とオブジェクト66との間の距離を
決定する。 レンジプロセッサ52は、レーザ54によるパルスの送信
とセンサ58によるパルスの受信との間の時間差にしたが
って距離を決定する。レンジプロセッサ52はその後距離
を計算し、ターゲット制御装置60へ距離を出力する。タ
ーゲット制御装置60はその後レンジプロセッサ52により
与えられる距離とその他の入力（図示せず）にしたがっ
てターゲット解析を決定する。その後ターゲット制御装
置はターゲットソリューションを追跡装置62へ出力し、
追跡装置62の方向はレンジプロセッサ52により与えられ
るレンジ情報にしたがってターゲット制御装置60により
制御されてもよい。 本発明の幾つかの重要な特徴について説明する。 図１に関して、ミラー12と14、共振器16、Nd:YAGロッ
ド24がポンプレーザを限定していることが当業者に留意
されよう。Nd:YAGロッドはポンプレーザの利得媒体を与
える。 ミラー被覆がOPOの出力側に施されるとき、そのミラ
ー被覆はポンプレーザの一部を構成することが当業者に
理解されよう。 Nd:YAG以外の材料がそれに代って使用されてもよいこ
とが当業者によりさらに理解されよう。例えば、イット
リウムオルソバナジン酸塩（Nd3:YVO4）またはYLF（Nd
3+:LiYS4）のどちらかの材料が容易にNd:YAGロッドの代
りに使用されてもよい。これらの材料は本発明の特定の
応用で魅力的なNd:YAGと異なった特性を与える。通常、
ロッドはNd、Nd3+、Yd3+の３つの材料のうちの１つを含
んでもよい。 同様に、OPOに関して、他の非線形結晶がKTP結晶の代
りにされてもよい。許容可能な別の例は、ヒ酸カリウム
チタン（KTA）と、ヒ酸ルビジウムチタン（RTA）と、ヒ
酸カリウムルビジウムチタン（KRTA）等を含んでいる。
これらの種々の結晶は通常、入来する波長を非臨界的に
整合された位相状態で典型的に１乃至11/2ミクロンのア
イセーフ波長にシフトすることができるという共通の特
性を共有するが、利用可能な結晶の選択は特定の応用の
レーザ設計に大きなフレキシブル性を与える。 さらに、図１に関して前述したように、ポンプレーザ
のダイオードポンプはフラッシュレーザポンプの代わり
として使用されてもよい。 前述の説明から、同一の光共振器空洞がポンプレーザ
と光パラメトリック発振器との両者で使用され、同一の
結晶がＱスイッチと偏光器の両者として使用されてもよ
く、それによって比較的整列が容易で比較的高効率に動
作する特定の簡単な構造を与えることが明白である。 本発明をある好ましい実施形態を特別に参照して説明
したが、変更および変形は特許請求の範囲で記載されて
いる本発明の技術的範囲内で行うことができる。
するための光パラメトリック発振器を含んでいるレーザ
システム、特にポンプレーザと光パラメトリック発振器
に対して同一の光共振器空洞を使用するレーザシステム
に関する。 2.従来技術 ここで説明するタイプのアイセーフレーザ送信装置は
典型的に２つの共振器空洞を含んでいる。第１の共振器
空洞はポンプ周波数で動作するポンプレーザと共に動作
し、第２の共振器空洞は光パラメトリック発振器（OP
O）と共に動作し、光パラメトリック発振器はレーザの
ポンプ周波数出力を肉眼に安全なアイセーフ周波数に変
換する。２つの共振器構造はレーザの動作のための全体
で３つの共振器ミラーを必要とする。３つの共振器ミラ
ーの使用は非常にミラーの整列を複雑にする。 整列の問題に加えて、典型的なアイセーフレーザは比
較的短いOPO空洞を含んでおり、これは高いフレネル数
を生み、それによってレーザビームの全体的な品質を減
少する。さらにこれらの空洞の空間的オーバーラップは
しばしば現在の装置により非常に限定される。 ブリュースタ角度で整列された被覆されていないU4+:
SrF2 Ｑスイッチは、アイセーフ周波数（1533nm）で動
作するEr:ガラスレーザの共振器空洞で使用される。 ［発明の要約］ 本発明によれば、アイセーフレーザシステムは、少な
くとも１つの端部に部分的に反射表面を有する１つの共
振器空洞を具備し、それによって共振器空洞内の第１
（ポンプ）波長の光と第２（アイセーフ）波長の光を少
なくとも部分的に反射し、共振器空洞から第２の波長の
光を少なくとも部分的に透過する。共振器空洞内に配置
された光パラメトリック発振器はポンプ周波数の光を出
力波長の光に変換する。ポンプ周波数の光を与える光パ
ラメトリック発振器とレーザは両者とも共振器空洞内に
収容され、共振器空洞を限定する１つ（または複数の）
反射表面は光軸に沿ってレーザおよび光パラメトリック
発振器と光学的に整列される。 幾つかの実施形態では、光軸は折曲げられ、単一の部
分的に反射性の表面は共振器空洞の両端部を限定する。
その他の実施形態では光軸は部分的に反射性の表面か
ら、空洞の他方の端部の第２の反射性の表面まで延在
し、空洞は両方の周波数で反射性であることが好まし
い。 好ましくは、可飽和吸収体のＱスイッチがレーザとOP
Oの間に位置され、光軸に関してブリュースタ角度に整
列される。同一の共振器空洞内にポンプレーザとOPOと
の両者を収容し、ブリュースタプレート偏光器として機
能するようにＱスイッチを方向付けすることによって、
共振器空洞の設計を簡単にし、光学素子の整列を容易に
できるだけでなく、必要とされる反射防止被覆のうち少
なくとも幾つかを除去して表面数と製造価格を減少する
ことにより光効率全体を増加する。結果的なOPOタイプ
のレーザシステムはしたがってより少ない数で簡単な構
成要素を有し、製造と保守が廉価で容易である。 本発明の付加的な目的、特徴、利点は添付図面を伴っ
た以下の説明および特許請求の範囲から当業者に明白に
なるであろう。 ［図面の簡単な説明］ 図１は、本発明の原理にしたがって整列されたレーザ
システムである。 図２は、図１のレーザシステムから出力された典型的
に1.57μｍパルスの波形図である。 図３は、図１で示されているCr4+:YAG Ｑスイッチの
吸収スペクトルの特性図である。 図４は、Nd:YAGの吸収スペクトルの特性図である。 図５は、本発明の原理にしたがって整列されたレーザ
の第２の実施形態である。 図６は、本発明で説明されたレーザを使用しているレ
ンジ処理システムのブロック図である。 ［好ましい実施例の詳細な説明］ 図１で示されているように、レーザシステム10は、第
１のミラー12と、光空洞16の端部を限定している第２の
ミラー14を具備している。ミラー12は10メートルの曲率
半径を有する内側凹面18を具備し、これは1.06ミクロン
の波長を有する光を反射するため高反射性被覆（約100
％）され、1.57ミクロンの波長を有する光を反射するた
め高反射性被覆（約88％??）されている。ミラー14は平
坦な内側表面20を含んでおり、これは1.06ミクロンの波
長を有する光を反射するため高反射性被覆（約100％）
され、1.57ミクロンにおける光は部分的にのみ反射する
ような被覆（約46％）とされ、それによってアイセーフ
の1.57ミクロンの出力ビーム用の出力カプラとして機能
する。ミラー12、14の内側表面18、20の反射性被覆はそ
れぞれポンプ（1.06ミクロン）と光パラメトリック発振
器22（1.57ミクロン）により放射される光の波長と一致
する。ミラー14と12は約５インチ（14cm）の距離で分離
されている。1.57ミクロンの光に対して88％の反射性と
して示されているが、ミラー12は1.57ミクロンの光に対
して100％の反射性であることが好ましい。 共振器空洞16の内部内で、2.5mm×50mmの寸法のネオ
ジムドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネ
ット（Nd:YAG）ロッド24はフラッシュランプによりポン
プされる。好ましくはロッド24とランプの両者は反射性
のセラミックポンプ空洞内に収容される。ロッド24は1.
06ミクロンの波長の光に対して利得を与える。Ｑスイッ
チ26は最初に予め定められた量のエネルギが吸収される
まで1.06ミクロンの光を吸収する。その後、Ｑスイッチ
26は比較的透明になり、それによってレーザ動作を開始
し、それに続いて1.06ミクロンの光として蓄積されたエ
ネルギを解放する。Ｑスイッチ26は、レーザ共振器10の
種々の素子を接続している光軸28に関してブリュースタ
角度（61.2゜）で方向付けされ、ブリュースタ偏光プレ
ートとして機能する0.54光密度のCr4+:YAG結晶であり、
それによって1.06ミクロンの光は線形に偏光される。偏
光された1.06ミクロン光は十分な強度に到達した後、光
パラメトリック発振器（OPO）22により1.57ミクロンの
光に変換される。OPO22は能動素子として図１の平面か
ら外方向に突出するように示されているＺ軸を有するリ
ン酸カリウムチタニール（KTP）結晶を含んでいる。こ
のKTP結晶の方向と、光軸28に関するブリュースタプレ
ート26の方向はKTPに対するタイプIIの位相整合状態を
与え、1.06ミクロンの入力と1.57ミクロンの出力は両者
とも図１の平面内で線形に偏光されている（即ち、KTP
のＺ軸に対して垂直である）。したがって、光パラメト
リック発振器22とNd:YAGロッド24が共通の共振器16を共
有していることが図１から明白である。ロッド24とOPO2
2の表面は1.06ミクロンと1.57ミクロンとの両者におけ
る透過を改良するように反射防止被覆されることが好ま
しい。ミラー14の内側表面20に施される反射被覆が直接
OPO22の出力側に設けられてもよく、したがってミラー1
4を除去することが当業者により留意されよう。さらに
示された実施形態では、結合されたＱスイッチ／ブリュ
ースタプレート26は反射防止被覆されていないが、幾ら
かの効率の損失があるにもかかわらずこのような被覆に
よって機能的である。 動作において、Nd:YAGロッド24はフラッシュランプに
よりポンプされまたは発光ダイオードによりポンプされ
る。1.06ミクロンの光は低い透過率の0.54光密度の４価
のドープされたクロム・イットリウム・アルミニウム・
ガーネット（Cr4+:YAG）結晶を使用してＱスイッチされ
る。このＱスイッチを使用した図１のレーザのしきい値
はフラッシュランプに対する約3.6ジュールの電気エネ
ルギ入力である。図１で示されている実施形態では、約
１ミリジュールの出力エネルギが1.57ミクロンの光の形
態でミラー14から放射される。図２は図１のレーザ共振
器で観察された典型的に1.57ミクロンのパルスを示して
いる。 光パラメトリック発振器の信号波長におけるCr4+:YAG
とNd:YAGとの両者の低い固有の損失はそれぞれ図３およ
び４の吸収スペクトルで見られる。図３、４に関して特
に重要なことは、Cr4+:YAGとNd:YAG結晶の両者において
1.57ミクロンの波長において比較的低い損失であること
である。 図５は単一の光空洞概念を使用しているアイセーフレ
ーザの別の実施形態を示している。共振器空洞30は、高
反射性のミラー被覆を内側表面34に配置している単一の
ミラー32を含んでおり、それによって1.06ミクロンの波
長のポンプ光を全反射し、1.57ミクロンの波長の出力光
を部分的に反射する。共振器空洞30はまた単一のミラー
設計を可能にするコーナーキューブ折曲げプリズム36を
含んでいる。結合されたＱスイッチ／ブリュースタプレ
ート38は折曲げられた共振器空洞30の上部レッグを横切
って延在するCr4+:YAG結晶である。Nd:YAGロッド40はフ
ラッシュランプによりポンプされる。ロッド40は1.06ミ
クロンの波長の光に対して利得を提供する。結合された
Ｑスイッチ／ブリュースタプレート38は図１に関して説
明したように、1.06ミクロンの光を吸収し、その後図面
の平面で線形に偏光されたレーザ動作を開始した後に蓄
積されたエネルギを解放するように動作する。OPO42はK
TP結晶を含んでおり、十分な強度に到達した後1.06ミク
ロンの光を1.57ミクロンの光に変換する。1.57ミクロン
の光はその後アイセーフ出力レーザビームを与えるため
部分反射性のミラー32を透過する。 図６を参照して、図１および５に説明されているよう
にレーザの１つを含んだターゲットシステム50が示され
ている。ターゲットシステム50はレンジプロセッサ52を
含んでいる。レンジプロセッサ52は制御信号をレーザ54
へ提供し、このレーザは図１および４乃至６に関して説
明されているように任意のレーザであってもよい。レー
ザ54はターゲットを決定するために選択されているオブ
ジェクト66に導かれる１つの（または反復された）パル
スを出力する。レーザパルスはオブジェクト66による反
射光をレーザ54方向に戻すように反射する。センサ58は
反射されたパルスを検出する。センサ58は入力信号をレ
ンジプロセッサ52へ与える。レンジプロセッサ52はその
後レーザ54/センサ58とオブジェクト66との間の距離を
決定する。 レンジプロセッサ52は、レーザ54によるパルスの送信
とセンサ58によるパルスの受信との間の時間差にしたが
って距離を決定する。レンジプロセッサ52はその後距離
を計算し、ターゲット制御装置60へ距離を出力する。タ
ーゲット制御装置60はその後レンジプロセッサ52により
与えられる距離とその他の入力（図示せず）にしたがっ
てターゲット解析を決定する。その後ターゲット制御装
置はターゲットソリューションを追跡装置62へ出力し、
追跡装置62の方向はレンジプロセッサ52により与えられ
るレンジ情報にしたがってターゲット制御装置60により
制御されてもよい。 本発明の幾つかの重要な特徴について説明する。 図１に関して、ミラー12と14、共振器16、Nd:YAGロッ
ド24がポンプレーザを限定していることが当業者に留意
されよう。Nd:YAGロッドはポンプレーザの利得媒体を与
える。 ミラー被覆がOPOの出力側に施されるとき、そのミラ
ー被覆はポンプレーザの一部を構成することが当業者に
理解されよう。 Nd:YAG以外の材料がそれに代って使用されてもよいこ
とが当業者によりさらに理解されよう。例えば、イット
リウムオルソバナジン酸塩（Nd3:YVO4）またはYLF（Nd
3+:LiYS4）のどちらかの材料が容易にNd:YAGロッドの代
りに使用されてもよい。これらの材料は本発明の特定の
応用で魅力的なNd:YAGと異なった特性を与える。通常、
ロッドはNd、Nd3+、Yd3+の３つの材料のうちの１つを含
んでもよい。 同様に、OPOに関して、他の非線形結晶がKTP結晶の代
りにされてもよい。許容可能な別の例は、ヒ酸カリウム
チタン（KTA）と、ヒ酸ルビジウムチタン（RTA）と、ヒ
酸カリウムルビジウムチタン（KRTA）等を含んでいる。
これらの種々の結晶は通常、入来する波長を非臨界的に
整合された位相状態で典型的に１乃至11/2ミクロンのア
イセーフ波長にシフトすることができるという共通の特
性を共有するが、利用可能な結晶の選択は特定の応用の
レーザ設計に大きなフレキシブル性を与える。 さらに、図１に関して前述したように、ポンプレーザ
のダイオードポンプはフラッシュレーザポンプの代わり
として使用されてもよい。 前述の説明から、同一の光共振器空洞がポンプレーザ
と光パラメトリック発振器との両者で使用され、同一の
結晶がＱスイッチと偏光器の両者として使用されてもよ
く、それによって比較的整列が容易で比較的高効率に動
作する特定の簡単な構造を与えることが明白である。 本発明をある好ましい実施形態を特別に参照して説明
したが、変更および変形は特許請求の範囲で記載されて
いる本発明の技術的範囲内で行うことができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ステュルツ、ロバート・ディー
アメリカ合衆国、カリフォルニア州
90706、ベルフラワー、アーテスィア・
ブールバード・ナンバー シー16
10459
(56)参考文献 特開 平５−317352（ＪＰ，Ａ)
米国特許5608744（ＵＳ，Ａ)
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｌａｓ
ｅｒｓ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐ
ｔｉｃｓ，22 Ｍａｙ 1995，ＣＷＮ５
Ｐ．257 Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，21［11］，ＰＰ．800−802
（1996)
レーザ研究，第25巻 ３号，ＰＰ.
238−242（1997)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 3/108 - 3/109
H01S 3/113
G02F 1/39
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】ポンピング周波数の光を供給するポンプレ
ーザ、およびポンピング周波数の光を出力周波数の光に
変換する光パラメトリック発振器を有するレーザと、 略ターゲットの方向にレーザに出力周波数の光を放出さ
せる制御装置と、 ターゲットから反射された光を検出するセンサと、 レーザによる光の放射とセンサによる反射光の検出との
間の時間差に従ってターゲットオブジェクトの距離を決
定するコンピュータとを具備し、 ポンプレーザおよび光パラメトリック発振器の両者は、
光路に関してブリュースタ角度で配列された表面を有す
る可飽和吸収体を含んでいる光路に沿った単一の共振器
空洞内に配置されており、 光パラメトリック発振器は光路に平行な主結晶軸線の１
つと整列され、それによって予め定められた偏光の光の
みがポンプレーザから光パラメトリック発振器へ非臨界
的に位相整合された状態で伝導される、 ターゲットの距離を決定するレンジ発見システム。
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|---|---|---|---|
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