JP4452803B2 - 非平行平面鏡対を用いた超短パルスレーザー発振器 - Google Patents
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図1は受動モード同期レーザーの一般的な実験配置図であり、端面鏡(HR)と2つの凹面鏡(R1 and R2)、及び出力鏡(OC)あるいは凹面鏡(R3)とSESAMでレーザー共振器を構成している。半導体レーザー(LD)の出力をレンズ(L)と凹面鏡(R1)を通してレーザー媒質(CR)に集光して利得媒質を作る。それを共振器内に挿入してレーザー発振を実現させている。カーレンズモード同期の場合(A)には端面鏡OCの近くにスリットSLを置き、あるいはSESAM等の受動素子を挿入したりして(B)、共振器内損失を自動的に時間変調する。共振器内の分散を分散補償用平面鏡であるチャープミラーの対(CM1 and CM2)等でうまく補償してやることにより、出力鏡(OC)または凹面鏡(R3)から等時間間隔のモード同期パルス列を得る事が出来る。
前記非平行の平面鏡対の間隔を大きくすることにより、長いレーザー共振器長を実現することができる。また、前記非平行の平面鏡対における反射回数の大小によりレーザー共振器長を変えて、長いレーザー共振器長を実現することができる。また、前記非平行の平面鏡対における反射回数の大小によりレーザー共振器長を変えて、レーザー発振の繰り返し周波数の切り換え制御を行うことができる。また、前記非平行の平面鏡対における反射回数の大小によりレーザー共振器長を変えて、レーザー発振の安定条件の制御を行うことができる。また、前記長いレーザー共振器長を実現することにより、パルスエネルギーの高い超短光パルスの生成を達成することができる。
図4は、本発明の超短パルスレーザー発振器を具体化する受動モード同期Yb:YAGレーザー発振器の実験配置図である。端面鏡OCの近くにスリットSLを配置する構成(A)、あるいはSESAM等の受動素子と凹面鏡(R3)の組合せ構成(B)等を用いて、等時間間隔のモード同期パルス列を得る点自体は、前述した従来技術と同じである。
SESAM等の受動素子と凹面鏡(R3)の組合せ構成(B)を用いる場合、3つの凹面鏡(R1−R3)と2つの平面鏡(CM1,CM2)と半導体過飽和吸収鏡(SESAM)でレーザー共振器を構成している。半導体レーザー(LD)の出力を、レンズ(L)と凹面鏡(R1)を通してレーザー媒質Yb:YAG(CR)に集光し、レーザー共振器内に利得媒質を作り、レーザー発振を実現している。
超短パルスレーザー発振器の共振器内において、分散補償用(または高反射)の平面鏡対を非平行に十分大きい間隔で設置し、多重反射させて入射と正反対方向に戻してやる事により、非常に長い共振器長、即ち低い繰り返し周波数が、小型でより操作しやすい装置で実現できる。共振器が長くても、ほぼ同じ平均出力が期待できるので、共振器長に比例して高いパルスエネルギーの超短光パルスが発生できる。図4(A or B)において、チャープミラー対(CM1, CM2)の間隔を十分大きく取ることが可能となる。
Claims (2)
- 半導体レーザーの出力をレーザー媒質に集光して利得媒質を作り、それを共振器内に挿入してレーザー発振を実現し、かつ共振器内の分散を分散補償用平面鏡により補償して、等時間間隔のモード同期パルス列を得る超短パルスレーザー発振器において、
前記分散補償用平面鏡を、非平行に設置した1対のみの平面鏡によって構成し、
前記1対の平面鏡の成す角度αの倍数になるように入射角度θを設定して、前記1対の平面鏡により多重反射させて、入射と同一経路を正反対方向に戻すよう配置した、超短パルスレーザー発振器。 - 前記非平行の平面鏡対における反射回数の大小によりレーザー共振器長を変えて、レーザー発振の繰り返し周波数の切り換え制御を行う請求項1に記載の超短パルスレーザー発振器。
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