JP4800099B2 - 光源装置 - Google Patents
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Description
レーザハンドブック 第1版第2刷(15章)/オーム社発行 株式会社東京インスツルメンツ、「サブミリ波・テラヘルツ製品一覧/テラヘルツBWOチューブ・電源」、[online]、[平成17年9月16日検索]、インターネット<URL:http://www.tokyoinst.co.jp/products/milli>
また、ガスセルの軸心方向(ガスセルの長手方向)には、マイクロ波の電場が変化せず、且つ、前記一方向と直交する方向(すなわちガスセルの軸心と直交する方向)では、該ガスセルの軸心上における電場の強度が最大となるので、ガスセル内の媒質を均一的に効率よく加熱・励起することができる。従って、該媒質の励起による光の発生を安定に行なうことができる。
λg=λ/√(1−(λ/2a)2) ……(1)
この場合、本実施形態では、マイクロ波の周波数が1GHzであるので、λ=30cmである。従って、前記の如くa=20cmとしたとき、上記式(1)により、λgは約45cmとなる。そして、共振器本体10内で、マイクロ波を共振させる(定在波を発生させる)ためには、基本的には、前記共振器長Lをλg/2の整数倍の長さに設定すればよい。
pD=c ……(2)
ここで、cは、レーザ媒質の種類に応じて定まる定数である。従って、レーザ発振時にこの式(2)を満足するように、ガスセル6にレーザ媒質を封入すればよい。なお、この場合、式(2)中のDは、ガスセル6の内径(本実施形態では8mm)である。
Claims (10)
- 気体または蒸気を媒質として、該媒質を励起することにより光を発生させる光源装置において、
マイクロ波の定在波を発生させる内部空間を有するマイクロ波共振器と、該マイクロ波共振器の内部空間にマイクロ波を供給するマイクロ波供給手段と、前記媒質が封入され、該マイクロ波共振器の内部空間に配置された管状のガスセルとを備え、マイクロ波共振器の内部空間に発生させたマイクロ波の定在波により前記ガスセル内の媒質を励起することにより光を発生させ、その発生させた光を前記マイクロ波共振器に設けた光導出孔を介して該マイクロ波共振器の外部に出力させるようにした光源装置であって、
前記マイクロ波共振器の内部空間での前記マイクロ波の定在波の電磁場モードは、該マイクロ波共振器の内部空間の横断面上の一方向において電場の定在波の腹が生成されずに、該電場の強度が一定となると共に、該横断面上で該一方向と直交する方向において電場の定在波の腹が生成されて該電場の強度が変化するモードであり、前記ガスセルは、その軸心を前記一方向に向け、且つ、該一方向と直交する方向で電場の強度が最大となる位置に該ガスセルの軸心が存するように前記マイクロ波共振器の内部空間に配置されていることを特徴とする光源装置。 - 前記マイクロ波共振器の内部空間での前記マイクロ波の定在波の波長である管内波長をλgとしたとき、前記ガスセルは、前記マイクロ波の定在波の進行方向において、前記マイクロ波共振器の内部空間の一端側の、該マイクロ波の定在波の電場の強度が0となる位置から、(λg/2)・(n+(1/2))(但し、n:0以上の整数)により与えられる距離の位置またはその近傍位置に配置されていることを特徴とする請求項1記載の光源装置。
- 前記マイクロ波共振器は、前記マイクロ波の定在波の進行方向における前記内部空間の長さである共振器長を調整するための少なくとも1つのショート板を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の光源装置。
- 前記ガスセルは、交換可能に前記マイクロ波共振器に組付けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記マイクロ波供給手段は、少なくとも前記マイクロ波を出力するマイクロ波発振器と、該マイクロ波発振器と前記マイクロ波共振器との間に介装されたアイソレータとを備え、該マイクロ波発振器の出力をアイソレータを介して前記マイクロ波共振器に供給する手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記ガスセル内で発生した光を共振させてレーザ光を発振させるレーザ共振器が前記マイクロ波共振器に組み付けられ、前記光導出孔は、該レーザ光の光軸上で前記マイクロ波共振器に設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記光導出孔が、前記ガスセルの一端部から出射する光を通すように該ガスセルの一端部に対向して前記マイクロ波共振器に設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光源装置。
- 前記ガスセルの一端部を除く外面部に、該ガスセル内で発生した光を反射する反射膜層が形成されていることを特徴とする請求項7記載の光源装置。
- 前記マイクロ波共振器の外部に前記光導出孔を介して出力される光を集光する集光レンズが該光導出孔の箇所で該マイクロ波共振器に装着されていることを特徴とする請求項7または8記載の光源装置。
- 前記媒質は、遠赤外領域の光を発生する種類の媒質であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の光源装置。
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