JP4276182B2 - ハイブリッド不安定リングレゾネータを備えたレーザ - Google Patents
ハイブリッド不安定リングレゾネータを備えたレーザ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4276182B2 JP4276182B2 JP2004571602A JP2004571602A JP4276182B2 JP 4276182 B2 JP4276182 B2 JP 4276182B2 JP 2004571602 A JP2004571602 A JP 2004571602A JP 2004571602 A JP2004571602 A JP 2004571602A JP 4276182 B2 JP4276182 B2 JP 4276182B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resonator
- mirror
- laser
- waveguide
- radiation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/083—Ring lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/0315—Waveguide lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/0818—Unstable resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08081—Unstable resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
- H01S3/083—Ring lasers
- H01S3/0835—Gas ring lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
本発明は、大量の非対称横断面レーザゲイン媒体から、一次又は低次横モードコヒーレント光を発生し、書込み回折結合出力ビームを生成することに関する。これはハイブリッド進行波不安定レゾネータを使用することによって達成される。一般に、対称横断面又は非対称横断面不安定レゾネータは安定定在波レゾネータと比較して優れた横モード識別特性を有することは公知である。ハイブリッド不安定リングレゾネータの利用は、この明細書では、ハイブリッド定在波不安定光キャビティを使用して得られない特徴を有するように示されている。例えば、ハイブリッド負分岐定在波不安定レゾネータは、凹面ミラー対の焦点面で生じる左右逆転(reversal of left-for-right)のため、エンドミラー不調整に対する高レベルの非感受性を独自に達成すると広く信じられている。実際には、これは、ハイブリッド負分岐定在波不安定キャビティは、あるレーザ用途で、レーザ正分岐定在波キャビティより好まれていると言われているためである。しかし、この明細書は、望ましいキャビティ内左右交換特性とキャビティ不調整に対する低感受性は、キャビティ内焦点面と関連した有害特性を有することなく、ハイブリッド進行波キャビティで達成することができることを示している。同様に、キャビティは進行波であるため、あるレーザ媒体における空間穴焼結(burning)効果が排除される。さらに、本発明は1面でのみ不安定であるレゾネータに制限され、二股導波管形状を利用せず、全反射光学を有するのが好ましいでの、ここに記載の概念は非常に高い平均レーザ出力に拡張可能である。従って、本発明の一般的な目的は、このような特徴の新規で改良された方法及び装置を提供することである。
1965年の文献への最初の紹介[1]及び最初の体系的な実験的及び分析的調査以来、不安定レゾネータは、紫外線から赤外線までのスペクトル領域を越えて放射するエキシマー、イオン、分子、個体状態、液体状態及び自由電子レーザ媒体に応用されてきた。この初期論文において、特別幾何的光学分析により、モード損失はレーザエンドミラーサイズとは無関係であり、キャビティ損失は実験により予想通り大きいことがわかり、回折出力結合は横モード制御に有益であるという思想が表現された。1967年、第2論文[2]は、1)不安定レゾネータは非常に短いレゾネータにおいても大きなモードボリュームを有することができる、2)不安定配置は調整可能な回折出力カップリングに容易に適合される、3)分析によると、不安定レゾネータは高次横モードに対して実質的に識別されるべきである、という不安定レゾネータの3つの一般的特性を列挙している。不安定レゾネータを備えたレーザにおける高い横モード識別の第1の実験的証明が[3]で報告された。これらの3つの特性は実験的、理論的に何回も確認された。1967年及び1969年には、定在波不安定レゾネータの概念は,いくつかの革新的な不安定リングレゾネータが始めて導入され[4]、「単指向性リングジェネレータを構築する新たな可能性」[5,p1002]を予想する論評について簡単に論議されたとき[5,6]に、共焦概念に拡大された。これらの文献[4−6]は、キャビティ内焦点領域を有する及び有しない不安定リングキャビティを初めて導入した。これらのリングジオメトリーはさらに探求され[5,6]、「反対方向に伝播するモードの損失が同一であっても、キャビティ内の実質的に異なるボリュームは単指向性生成に明らかに有利である」[5,p1002]ことが初めて分かった。
本発明は、その有用性において限定するものではないが、矩形放電形態を有する高電力CO又はCO2レーザへの適用に特に適している。一般に、矩形放電形態は、横放電断面が細長く、放電が短横寸法(スラブ装置)又は長横放電寸法(スライス装置)のいずれかにおいて最も典型的に達成されるものである。スライス装置に対して別個のケースが存在し、そこでは放電が細長い横孔に垂直に確立される。これらのケースにおいて、短横寸法に対する長横寸法の比が大きく、長寸法はこの長横寸法において進行波不安定レゾネータモードを支持することができる。細長横寸法のために、レーザは、2つの異なる横寸法において異なる機能的及び伝播特性を有する光学レゾネータを有利に使用することができる。初めて、[26]において、そのような形態を有する光学レゾネータが、スラブタイプNdガラスレーザとともに、実験的に研究された。キャビティは1つの平坦なミラーと1つの凸円筒ミラーからなり、レゾネータはスラブ(240mm)の長横寸法に沿って安定し、短寸法(20mm)においてファブリーペローレゾネータに等価である。その後、類似のレゾネータがハイブリッドと呼ばれた[27]。このように、本発明が特に適用可能な2つのタイプのハイブリッドレゾネータは、短寸法における場がi)導波管モード、又はii)自由空間ガウスモードのいずれかにより記述されるが、長寸法では不安定レゾネータモードにより機能的に記述されるようなものである。
電極隙間の他の側からレゾネータの外側で、すなわち、導波管断面の一部と重複する凸ミラーの縁の近傍で、結合される。このようなレゾネータの「二等分」形態は、大きい幅の電極でも、ほぼ矩形の中実断面のビームのレーザ出口で、2つの横方向の各々における回折制限発散に近似したフォーメーションを許容する。大きな電極幅は、大きなゲイン媒体容量とその結果の高い出力レーザパワーを有する励起を与える。
高周波励起を備えた衝突冷却ガスレーザ装置において、
延長表面を有し、前記面の間の隙間に光学放射の伝搬のための導波管を形成するように対向する1対の冷却部材と、
前記隙間に配置され、前記ガスに供給される高周波電力により与えられる放電によって励起してレーザ放射を発生させるレーザガスと、
閉じた軸輪郭を備えた進行波リングレゾネータを形成し、前記導波管にレーザビームを生成するミラーとからなり、
前記ミラーは、前記レゾネータの軸輪郭が前記面内に本質的にあるように配置され、前記面は光学放射用の導波管を形成する前記冷却部材の表面間配置され、かつ、前記冷却部材の表面の両側と対向し、前記搬送波リングレゾネータは前記面内で不安定であり、これにより前記レゾネータ内で拡張するビームの一部がレーザの外側で中実断面の出力ビームとして結合され、前記ミラーの数と曲率は、前記ビームに属し前記レゾネータの軸輪郭の内側の前記導波管に沿って伝播する任意の光線がラウンドトリップ後に前記軸輪郭の外側で伝播し、前記ビームに属し前記レゾネータの軸輪郭の外側の前記導波管に沿って伝播する任意の光線がラウンドトリップ後に前記軸輪郭の内側で伝播するようになっている、衝突冷却ガスレーザ装置、
において達成される。
冷却部材の表面間を通る面内にある軸リング輪郭を有するリンク本発明により教示された正分岐進行波レゾネータを使用することは、軸輪郭の両側にビーム光線が交互に通過することを提供する。意味あることに、これはレゾネータに焦点くびれを必要とすることなく達成される。本発明により具現化されるレーザ装置は、焦点くびれを使用する必要がないので、このレーザ装置は、焦点くびれにより生じる望ましくない非線形効果やゲイン媒体の破損を被ることはない。さらに、本発明により教示されているように、ゲイン媒体は、
キャビティ内放射フラックスによる媒体のさらに均一な充填により、容量的に有効な方法で使用される。レーザレゾネータ光学軸を折り畳むことによるレーザ寸法の減少は、簡単になる。加えて、大きな曲率の球形ミラーを使用したり、導波管高さを超える場分布に関するこれらのミラーの有害な効果を減少する関係手段をとる必要がない。
ここで、Lは、レゾネータ軸輪郭長さの二分の一である。不安定レゾネータの倍率Mは、通常、レーザゲイン媒体からのエネルギー抽出の最適効率を与えるように選択される。Mの最適値は、導波管ガスレーザにおける不安定レゾネータパラメータを計算するのに使用される公知の方法で決定することができる。例えば、電極隙間2mm、軸輪郭長さ3.5mm、ポンプ周波数(pump frequency)81MHzを有する典型的な衝突冷却導波管CO2レーザに対しては、Mの最適値は、約1.3−1.4である。
図6に示す変形例では、ミラー21と24は凸面で、ミラー22,23は凹面で、ミラー25は平面である。
[1] A. E. Siegman, "レーザ適用の不安定光学レゾネータ(Unstable Optical Resonators for Laser Applications)", IEEE会報(Proceedings of the IEEE), Mar. 1965, pp 277-287.
[2] A. E. Siegman・R. Arrathoon, "不安定光学レゾネータ及びレンズ導波管(Modes in Unstable Optical Resonators and Lens Waveguides)", IEEE, J. 量子エレクトロニクス(Quantum Electronics), vol. QE-3,156-163, April 967.
[3] Yu. A Anan'ev, N. A. Sventsitskaya, and V. E. Sherstobitov,"凸面ミラーを備えたレーザにおける横モード選択(Transverse mode selection in a laser with convex mirrors)", Sov. Phys. -Doklady v. 13, p. 351-352 (October 1968) (In Russian:"Doklady Akademii Nauk SSSR", v. 179, No 6, pp. 1304- 1305, (July 1968), submitted 22. 05.1967).
[4] Yu. A. Anan'ev, N. S. Sventsitskaya and V. E. Sherstobitov, "不安定レゾネータを備えたレーザの特性(Properties of a Laser with an Unstable Resonator)", Soviet Physics JETP, 28,1, p. 69-74, Jan. , 1969 (In Russian: Zh. Eksp. Teor. Fiz, 55,130-140, July, 1968).
[5] Yu. A. Anan'ev and G. N. Vinokurov,"放射の角度選択を備えたリング型不安定キャビティの諸特性(Some properties of Ring-Type Unstable Cavities with Angular Selection of Radiation)", Soviet Physics, 14,7, p.1000- 1002, Jan. , 1970 (In Russian:Zhurnal Teknicheskoi Fiziki, 39,7, ppl327-1330, July 1969).
[6] Yu. A. Anan'ev, "不安定レゾネータとその応用(Unstable resonators and their applications)", "Sov. J. Quant. Electron. ",v. 1, p. 565-586 (May-June 1972) (In Russian:"Kvantovaya Elektronika", Ed. N. G.Basov, No 6, p.3-28, 1971).
[7] W. F. Krupke and W. R. Sooy, "不安定共焦点レゾネータCO2レーザシステムの特性(Properties of an Unstable Confocal Resonator CO2 Laser System)", IEEE J. Quantum Electronics, vol.QE-5,pp575-586, Dec. 1969.
[8] A. E. Siegman and H. Y. Miller, "プロニー法を使用する不安定光学レゾネータ損失計算(Unstable Optical Resonator Loss Calculations Using the Prony Method)", Applied Optics, Vol. 9, No. 12, p. 2729-2736, Dec. 1970.
[9] E. V. Locke, R. A. Hella, L. Westra and G. Zeiders, "30kW CWガスダイナミックレーザに関する不安定発振器の特性(Performance of an Unstable Oscillator on a 30-kW CW Gas Dynamic Laser)", IEEE J. Quantum Electronics, vol QE-7, p. 581-583, Dec. 1971.
[10] Carl. J. Buczek, Peter P. Chenausky and Robert J. Freiberg, "不安定リングレーザレゾネータ(Unstable Ring Laser Resonators)", U. S. Patent, 3,824,487, filed8 May 1972
[11] R. J. Freiberg, P. P. Chenausky and C. J.Buczek,"不安定共焦点CO2レゾネータの実験的研究(An Experimental Study of Unstable Confocal C02 Resonators)", IEEE J. Quantum Electronics, vol. QE-8, p. 882-892, Dec. 1972.
[12] R. J. Freiberg, P. P. Chenausky and C. J. Buczek, "単指向性不安定リングレーザ(Unidirectional Unstable Ring Lasers)", Appl. Optics, Vol. 12, No. 6, p. 1140-1144, June 1973.
[13] R. J. Freiberg, P. P. Chenausky and C. J. Buczek, "高電力応用のための不安定非対象進行波レゾネータ(Unstable Asymmetric Travelling Wave Resonators for High-Power Applications)", IEEE J. Quantum Electronics, Vol. QE-9, p 716ff, June 1973.
[14] Carl J. Buczek, Robert J. Freiberg and M. L. Skolnick, "レーザ注入ロッキング(Laser Injection Locking)", Proc. IEEE, Vol.61, No. 10. October 1973.
[15] Yu. A. Anan'ev, G. N.Vinokurov, L. V.Koval'chuk, N. A. Sventsitskaya and V. E. Sherstobitov, "テレスコピック-レゾネータレーザ(Telescopic-resonator Laser)", Zh. Eksp. Teor. Fiz. , 58, 786-793, 1970 (submitted July 29,1969) ; Sov. Phys. JETP, v.31, No 3, p. 420-423,1970.
[16] Authors certificate SU 274254, filed 18. 03. 1968, Bulletin No 24,1970, p. 63. Authors Yu. A. Anan'ev, N. A. Sventsitskaya, V. E. Sherstobitov (In Russian);.
[17] A. E. Siegman, "不安定光学レゾネータ(Unstable Optical Resonators)", Appl. Optics, vol 13, No. 2, p 353-367, Feb. 1974.
[18] Yu. A. Anan'ev, "光学レゾネータ及びレーザビーム発散(Optical resonators and laser beam divergence)", Moscow, Nauka, 1979 (In Russian).
[19] A. E. Siegman, "レーザ(Lasers)", pages 858-922, Univ. Science Books, copyright 1986, ISBN 0-935702-11-5.
[20] W. M.Mecek and D. T. M. Davis, Jr. ,"進行波リングレゾネータを用いた回転速度検知(Rotation Rate Sensing with Travelling- Wave Ring Lasers)", Appl. Phys. Lett. , 9,1966 p,55ff).
[21] Roger A. Haas, Peter P. Chenausky and Robert J. Freiberg, "リングレゾネータを使用するレーザプラズマ診断(Laser Plasma Diagnostic Using Ring Resonators), U. S. Patent 3,885,874, Filed 11 Jan. 1974, issued 27 May 1975.
[22] A. S. Osipov, G. A. Ponomarev, Yu. P. Maiboroda, V. K. Batalin, V. G. Kurganov, and V. A. Levada, "CO2レーザからの放射のスペクトル成分の分析のためのリングキャビティレゾネータ(Ring Cavity Resonator for the Analysis of the Spectral Composition of the Radation from a CO2 laser)",Pribory i Tekhnika Eksperimenta, No.1, p. 186-187, Jan-Feb. 1973.
[23] HansOpower,"折り畳み導波管レーザ(Folded Waveguide Laser)", U. S. Patent 5,097, 479, filed 28 Dec. 1990, issued 17 March 1992.
[24] John Tulip, "二酸化炭素スラブレーザ(Carbon Dioxide Slab Laser)", U. S. Patent, 4,719, 639, filed 8 Jan. 1987, issued 12 Jan.1988.
[25] Junichi Nishimae, Kenji Yoshizawa, Masakazu Taki, "ガスレーザ装置(Gas Laser Device)" U. S. Patent 5, 048, 048, filed 9 Aug. 1990, issued 10 Sept 101991.
[26] Yu. A. Anan'ev, V. N. Chernov, and V. E. Sherstobitov, "高空間コヒーレンス放射を備えたソリッドステートレーザ(Solid-state laser with a high spatial coherence of radiation)", Sov. J. Quant. Electron. , v. 1, p. 403-404 (Jan. -Feb. 1972) (In Russian:"Kvantovaya Elektronika", Ed. N. G. Basov, No 4, p. 112- 113, 1971).
[27] P. E. Jackson, H. J. Baker and D. R.Hall,"不安定導波管ハイブリッドレゾネータを使用するCO2大領域放電レーザ(C02 large-area discharge laser using an unstable-waveguide hybrid resonator)", Appl. Phys. Lett. Vol. 54, No. 20,15 May1989, p. 1950-1952.
[28] PeterChenausky,"矩形放電ガスレーザ(Rectangular Discharge Gas Laser)", U. S. Patent 5,748, 663, filed 6 June 1997, issued 5 May 1998.
[29] D. R. Hall and H. J. Baker, "領域スケーリングブーストCO2レーザ性能(Area Scaling boostsC02-laser performance)", Laser Focus World, October 1989, p. 77-80.
[30] A. Lapucci, A. Labate, F. Rossetti, and S. Mascalchi, "拡散冷却CO2スラブレーザ用ハイブリッド安定−不安定レゾネータ(Hybrid stable- unstable resonators for diffusion-cooledCOz slab lasers)", Vol.35, No. 18, Applied Optics, June 1996,3185-3192.
[31] H. Zhao, H. J. Baker and D. R. Hall, "領域スケーリングインスラブrf励起一酸化炭素レーザ(Area scaling in slab rf-excited carbon monoxide lasers)", Appl. Phys. Lett., Vol. 59, No. 11,9 Sept. 1991, p. 1281-1283.
[32] P. P. Vitruk, R. J. Morley, H. J. Baker and D. R. Hall, "無線周波数励起を備える高電力連続波Xeレーザ(High power continuous wave Xe laser with radio frequency excitation)", Appl Phys. Lett. Vol. 67, No. 10,4 Sept. 1995, p.1366-1368.
[33] P. Chenausky, L. M.Laughman and R. J. Wayne, "CO2レーザの高周波及びマイクロ波励起(Radio-frequency and Microwave Excitation of C02 Lasers)", Paper TuKKy CLEOS Conference,1980.
[34] A. Gabi, R. Hertzberg, and S. Yatsiv, "無線周波数励起ストリップラインCO及びCO2レーザ(Radio-Frequency Excited Stripline CO and COz Lasers)", paper TuB4, CLEO Conference, June 19,1984.
[35] Peter Chenausky, "スライスレーザ(Slice Laser)", U. S. Patent 6,134, 256, filed 4 May 1998, issued 17 Oct. 2000.
[36] James L. Hobart, J. Michael Yarborough, Joseph Dallarosa and Philip Gardner, "RF励起CO2スラブ導波管レーザ(RF Excited CO2 Slab Waveguide Laser)", U. S. Patent 5,123, 028, filed 12 Oct. 1990, issued 16 June 1992.
2 冷却部材
3 隙間
4 ミラー
5 ミラー
6 ミラー
7 凹部
8 孔
9 フィードバックミラー
10 平面ミラー
11 凹面ミラー
Claims (12)
- 高周波励起を備えた衝突冷却ガスレーザ装置において、
延長表面を有し、前記面の間の隙間に光学放射の伝搬のための導波管を形成するように対向する1対の冷却部材と、
前記隙間に配置され、前記ガスに供給される高周波電力により与えられる放電によって励起してレーザ放射を発生させるレーザガスと、
閉じた軸輪郭を備えた進行波リングレゾネータを形成し、前記導波管にレーザビームを生成するミラーとからなり、
前記ミラーは、前記レゾネータの軸輪郭が前記面内にあるように配置され、前記面は光学放射用の導波管を形成する前記冷却部材の表面間配置され、かつ、前記冷却部材の表面の両側と対向し、前記搬送波リングレゾネータは前記面内で不安定であり、これにより前記レゾネータ内で拡張するビームの一部がレーザの外側で中実断面の出力ビームとして結合され、前記ミラーの数と曲率は、前記ビームに属し前記レゾネータの軸輪郭の内側の前記導波管に沿って伝播する任意の光線がラウンドトリップ後に前記軸輪郭の外側で伝播し、前記ビームに属し前記レゾネータの軸輪郭の外側の前記導波管に沿って伝播する任意の光線がラウンドトリップ後に前記軸輪郭の内側で伝播するようになっている、衝突冷却ガスレーザ装置。 - 前記リングレゾネータを形成する前記ミラーの数は奇数であり、それらの曲率は、前記導波管内を伝播するレーザビームがレゾネータ内に焦点くびれを有しないようになっている、請求項1に記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記リングレゾネータの前記ミラーの少なくとも1つは、凸面で形成され、他のミラーは平面である、請求項1又は2に記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記リングレゾネータの前記ミラーの少なくとも1つは、凸面で形成され、前記リングレゾネータの前記ミラーの少なくとも1つは、凹面で形成されている、請求項1又は2に記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記冷却部材の表面は平坦であり、平行に配置されている、請求項1から4のいずれかに記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記レゾネータを形成する各ミラーの縁から前記ミラー面の前記軸輪郭との交点までの距離は、単一ビームの形態の前記レゾネータからの放射の外側で、中実断面を有し、前記ミラーの一つの縁の近傍に位置する結合を提供し、このようにしてレゾネータ内のビームの拡張を制限するようになっている、請求項1から5のいずれかに記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記レゾネータは、レゾネータミラーにより形成されたビームの縁の近傍の放射の小部分を偏向させ、レゾネータの外側で前記一部分の結合を提供し、このようにして前記レゾネータ内のビームの拡張を制限する手段を有する、請求項1から5のいずれかに記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記レーザ装置は、2つの可能な反対方向の一方に優勢的に前記リングレゾネータに沿って放射の伝播に有利な条件を与える手段を有する請求項1から7のいずれかに記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記2つの可能な反対方向の一方に優勢的に放射の伝播に有利な条件を与える手段は、フィードバックミラーからなり、
該フィードバックミラーは、それがレゾネータ内を前記第1の方向に伝播する放射に本質的に影響を与えないが、前記第1の方向と反対の第2の方向にレゾネータ内を伝播する放射の少なくとも一部を反対方向に反射し、これにより前記放射の一部分が前記第1の方向にレゾネータ内を伝播するように配置されている、請求項8に記載の衝突冷却ガスレーザ装置。 - 前記レゾネータミラーの一つは、孔を有し、その中心は前記ミラーの前記軸輪郭との交点に配置され、
前記2つの可能な反対方向の一方に優勢的に放射の伝播に有利な条件を与える手段は、フィードバックミラーからなり、
該フィードバックミラーは、前記孔の背後に設置され、これにより第2の方向に前記孔を通って伝播する放射の少なくとも一部を第1の方向に反射し、これにより前記放射の少なくとも一部は前記孔を通って戻り、レゾネータに沿って第1の方向に伝播する、請求項8に記載の衝突冷却ガスレーザ装置。 - 前記進行波リングレゾネータは前記軸輪郭の面に垂直な方向に安定である、請求項1から10のいずれかに記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
- 前記冷却部材の面は前記導波管内の光の導波管伝播モードを規定する、請求項1から10のいずれかに記載の衝突冷却ガスレーザ装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2003/000220 WO2004100328A1 (en) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | Laser with hybrid-unstable ring resonator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006525649A JP2006525649A (ja) | 2006-11-09 |
JP4276182B2 true JP4276182B2 (ja) | 2009-06-10 |
Family
ID=33432562
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004571602A Expired - Fee Related JP4276182B2 (ja) | 2003-05-07 | 2003-05-07 | ハイブリッド不安定リングレゾネータを備えたレーザ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7463666B2 (ja) |
EP (1) | EP1647075A1 (ja) |
JP (1) | JP4276182B2 (ja) |
CN (1) | CN100468891C (ja) |
AU (1) | AU2003277752A1 (ja) |
WO (1) | WO2004100328A1 (ja) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7756186B2 (en) | 2007-02-23 | 2010-07-13 | Coherent, Inc. | Unstable resonator with variable output coupling |
US20100315698A1 (en) * | 2007-04-10 | 2010-12-16 | Dixon George J | Modular ring resonator |
EP2053708A1 (en) * | 2007-10-25 | 2009-04-29 | Rofin-Sinar UK Ltd | Gas laser device |
USRE45957E1 (en) | 2009-03-27 | 2016-03-29 | Cymer, Llc | Regenerative ring resonator |
US8014432B2 (en) * | 2009-03-27 | 2011-09-06 | Cymer, Inc. | Regenerative ring resonator |
CN101989728B (zh) * | 2009-08-04 | 2014-04-02 | 高质激光有限公司 | 激光器结构和用于这种激光器结构的谐振元件 |
CN108123354A (zh) * | 2010-08-10 | 2018-06-05 | 丹特雷有限公司 | 激光装置和系统及其医用激光器治疗系统 |
US8969489B2 (en) | 2010-08-10 | 2015-03-03 | Eastman Chemical Company | Thermosetting coating composition |
US20120314214A1 (en) * | 2011-06-07 | 2012-12-13 | Alexander Dennis R | Laser Induced Breakdown Spectroscopy Having Enhanced Signal-to-Noise Ratio |
US9030732B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-05-12 | Raytheon Company | Suppression of amplified spontaneous emission (ASE) within laser planar waveguide devices |
CN104064944B (zh) * | 2013-03-22 | 2017-02-08 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种种子注入放大环形腔化学激光装置 |
CN107111146B (zh) * | 2015-01-21 | 2020-05-26 | 龙卷风光谱系统有限公司 | 混合图像-光瞳光学重定格式器 |
DE102016116779A1 (de) * | 2016-09-07 | 2018-03-08 | Rofin-Sinar Laser Gmbh | Resonatorspiegel für einen optischen Resonator einer Laservorrichtung und Laservorrichtung |
US10120261B2 (en) * | 2017-04-05 | 2018-11-06 | Analog Devices, Inc. | Array of sub-aperture refractive elements for steering a light beam |
US20240039231A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | Onelight Sensing, Llc | Slab laser with folded pump for extended performance |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3772611A (en) * | 1971-12-27 | 1973-11-13 | Bell Telephone Labor Inc | Waveguide gas laser devices |
US3824487A (en) * | 1972-05-08 | 1974-07-16 | United Aircraft Corp | Unstable ring laser resonators |
US4548501A (en) * | 1978-01-03 | 1985-10-22 | Raytheon Company | Laser gyroscope system |
US4267524A (en) * | 1979-03-08 | 1981-05-12 | Paxton Alan H | Unstable optical resonator with self-imaging aperture |
US4399543A (en) * | 1981-03-02 | 1983-08-16 | United Technologies Corporation | Linear output coupler for a high power optical ring resonator |
US4924476A (en) * | 1987-12-04 | 1990-05-08 | Cornell Research Foundation, Inc. | Traveling wave semi-conductor laser |
US5048048A (en) * | 1989-08-11 | 1991-09-10 | Mitsubishi Denki K.K. | Gas laser device |
US5157684A (en) * | 1991-10-23 | 1992-10-20 | United Technologies Corporation | Optically pulsed laser |
JPH05167197A (ja) * | 1991-12-18 | 1993-07-02 | Hamamatsu Photonics Kk | 光半導体装置 |
US5381436A (en) * | 1993-05-28 | 1995-01-10 | Honeywell, Inc. | Ring laser gyro employing radio frequency for pumping of gain medium |
US5748663A (en) * | 1994-06-08 | 1998-05-05 | Qsource, Inc. | Retangular discharge gas laser |
US6680961B2 (en) * | 2001-08-01 | 2004-01-20 | Binoptics, Inc. | Curved waveguide ring laser |
-
2003
- 2003-05-07 WO PCT/RU2003/000220 patent/WO2004100328A1/en active Application Filing
- 2003-05-07 CN CNB038267489A patent/CN100468891C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-07 JP JP2004571602A patent/JP4276182B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-07 US US10/555,545 patent/US7463666B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-07 AU AU2003277752A patent/AU2003277752A1/en not_active Abandoned
- 2003-05-07 EP EP03816887A patent/EP1647075A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006525649A (ja) | 2006-11-09 |
US7463666B2 (en) | 2008-12-09 |
WO2004100328A1 (en) | 2004-11-18 |
CN100468891C (zh) | 2009-03-11 |
CN1816951A (zh) | 2006-08-09 |
US20070019701A1 (en) | 2007-01-25 |
AU2003277752A1 (en) | 2004-11-26 |
EP1647075A1 (en) | 2006-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4276182B2 (ja) | ハイブリッド不安定リングレゾネータを備えたレーザ | |
US6134257A (en) | Solid state laser for operation in librational modes | |
US4719639A (en) | Carbon dioxide slab laser | |
US5822354A (en) | Variable-aperture cavity laser | |
US8295319B2 (en) | Ceramic gas laser having an integrated beam shaping waveguide | |
EP0592499A1 (en) | Slab laser resonators | |
US6856639B2 (en) | High power slab type gas laser | |
US5892782A (en) | Laser with split-wave hybrid resonator | |
CN105870770B (zh) | 平直折叠式陶瓷板条激光器 | |
Zel'dovich et al. | Lasers with wavefront-reversing mirrors | |
US6614826B1 (en) | Laser system and method for gain medium with output beam transverse profile tailoring longitudinal strips | |
RU2243620C1 (ru) | Лазер, слэб-лазер, газовый лазер (варианты) и газовый слэб-лазер | |
Lapucci et al. | Beam properties of an RF-discharge annular CO2 laser | |
Mineev et al. | RF-excited unstable-resonator planar CO2 laser on all-metal electrode—waveguide structure | |
US3706939A (en) | Diffraction compensated mirror for laser amplifier | |
Korolenko et al. | Main properties and potential practical applications of M-mode lasers | |
Takenaka et al. | Novel stable resonator for large‐volume TEM00 mode operation | |
Malyutin | Closed laser-beam trajectories in plano–spherical resonators with Gaussian apertures | |
RU2258992C1 (ru) | Неустойчивый многопроходный резонатор сверхзвукового химического кислород-йодного лазера | |
KUZNETSOV et al. | PROPERTIES OF THE CAVITIES FOR COMPACT SLAB GAS LASERS | |
Zhang et al. | Mode characteristic calculations of hybrid resonator for the high-average-power novel double slab laser | |
JP2022542463A (ja) | ディスクレーザ | |
Vitruk et al. | 700-W diffusion-cooled large-area 40.68-MHz excited CO2 laser employing split-wave hybrid confocal resonator | |
Shih | Analysis of stable-unstable free-electron laser resonators | |
Zaikin | Properties of radiation emitted by an oxygen—iodine chemical laser with an unstable telescopic resonator and an exit mirror with a Gaussian reflectivity profile |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20070713 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20070713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080909 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090203 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090305 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120313 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |