JPH01132186A - レーザパルスストレッチャー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、例えば色素レーザのレーザパルス幅を広げ
るレーザパルスストレッチャーに関する。

（従来の技術） 従来より大出力色素レーザシステムにおいては、色素レ
ーザ発振器と色素レーザ増幅器からなるシステムで出力
を増大するために色素レーザ発振器と色素レーザ増幅器
を励起するのに異なる複数の発振器から発揚される励起
レーザ光を励起源として用いることが行われている。

その際、色素レーザ発振器のレーザ光のパルス幅よりも
色素レーザ増幅器の励起レーザ光のパルス幅が長い場合
があり励起が有効でなく自然放射増幅光（ＡＳＥ：Ａａ
＋ｐｌｉｆｉｅｄ　　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ　　の増加をまねき、出射レーザ光の単色性が
損われるものであった。このようなパルス幅の不一致に
より、自然放射増幅光が増加されることを防止するため
に上記色素レーザ発振器からの出射レーザ光を後述する
ようなレーザパルスストレッチャーを用いて色素レーザ
増幅器の励起レーザ光のパルス幅に対応するパルス幅に
広げ、上記自然放射増幅光を減少することが行われてい
る。

上記レーザパルスストレッチャーを第２図および第３図
を参照して説明する。図中に示される矢印は図示しない
色素レーザ発振器から発振されたレーザ光である。この
レーザ光は、第１のビームスプリッタ−１に入射され２
つの光路に分光される。そして、２つに分光されたレー
ザ光のうち一方のレーザ光は遅延光学系２を通過される
。そして、この遅延光学系２を通過されたレーザ光は、
第２のビームスプリッタ−３に入射され、上記第１のビ
ームスプリッタ−１から直接筒２のビームスプリッタ−
３へ入射される他方のレーザ光と合成される。

上記遅延光学系２は、例えば所定の焦点距離をもつ２つ
のレンズ４．５が光軸上に配列され、これらのレンズ４
．５を挟んで異なる焦点距離の２つのレンズ６．７とが
同様に配列されて、ビーム径を所定の大きざに保ちなが
ら伝播させるようになっている。

このように構成されたレーザパルスストレッチャーの遅
延光路長ｄは、図中に示される等価分岐点Ａおよび等価
合成点Ｂとの間の距離で決り、遅延光学系を通る方のレ
ーザ光は、等価分岐点Ａと等価合成点Ｂでのレーザ光の
ビーム径およびビーム広がり角は同一である必要がある
。つまり、上記等価分岐点Ａから例えばレーザ光の発振
側にＸの距離離れた位置にビームの小径部Ｗ１がある場
合には、等価合成点Ｂから同じくレーザ光の発振側にＸ
の距離離れた位置にビームの小径部Ｗ２が位置されてい
なければならない。

このように構成されたレーザパルスストレッチャーは、
上述のように複数のレンズ４．５．６．７を、それぞれ
の焦点距離に適した離間距離を持って配列する必要があ
るため、装置自体が大型化してしまうという欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 上）ホのように、従来のレーザパルスストレッチャーは
、ビームスプリッタ−によって分岐された一方のレーザ
光の光軸方向に沿って複数のレンズを配列し、これらの
レンズ間を伝播することでビーム径とビームの広がり角
を同一に保ちながら遅延し、分岐された他方のレーザ光
と合成することでパルス幅を広げるよう構成されていた
が、このように構成されたレーザパルスストレッチャー
は上記複数のレンズ間の離間距離を大きくとる必要があ
るため、装置自体が大型になるという事情があった。

この発明は上記事情に着目したなされたものであり、従
来大型化が避けられなかった装置本体の小型化を図るこ
とができるレーザパルスストレッチャーを提供すること
を目的とする。

（発明の構成） （問題点を解決するための手段及び作用）この発明は、
集光光学系を介して入射されたレーザ光を分岐する第１
のビームスプリッタ−を設け、この第１のビームスプリ
ッタ−で分岐された一方のレーザ光の光路長を延長する
多重反射手段を設け、上記第１のビームスプリッタ−で
分岐された他方のレーザ光のビーム径と広がり角とを上
記多重反射手段を経たレーザ光のビーム径と広がり角と
に一致するように補正する補正手段を設け、上記多重反
射手段および補正手段から出射されたレーザ光を合成す
る第２のビームスプリッタ−を設け、この第２のビーム
スプリッタ−から出射されたレーザ光をコリメートする
コリメート光学系を設け、上記多重反射手段の対向され
たミラー間で多重反射することで光路長を延長し、装置
本体を小型化することができるレーザパルスストレッチ
ャーにある。

（実施例） 以下、この発明における一実施例を第１図を参照して説
明する。

図中８示されるレンズ８．９は集光光学系およびコリメ
ート光学系をそれぞれ構成するものである。そして、こ
れらレンズ８．９は互いに対向されて配設されており、
互いのレンズ８．９の間には第１および第２のビームス
プリッタ−１０１１１が配設されている。このうち第１
のビームスプリッタ−１０は上記レンズ８を通過した例
えば色素レーザ光が入射されるように位置されている。

ここでこの色素レーザ光は例えば図示しない色素レーザ
発振器から出射されたものである。そして、上記第１の
ビームスプリッタ−１０は入射されたレーザ光を２つの
レーザ光に分岐するように構成されており、一方のレー
ザ光は入射された方向に対して所定の角度をもった向き
に反射され、また、分岐された他方のレーザ光は入射さ
れた光軸の向きのまま直進される。

そして、上記一方のレーザ光は全反射ミラー１２に一旦
反射されて後述する多重反射手段に入射される。この多
重反射手段は例えば対向された一対の凹面全反射ミラー
１３．１４で構成されたいわゆるエリオツドセルと称さ
れる多重反射セルによって形成されている。上記凹面全
反射ミラー１３．１４のうち、レーザ光の入射側に設け
られた凹面全反射ミラー１３には、所定の位置に入射孔
１５が穿設されており、上記前反射ミラー１２で反射さ
れたレーザ光はこの入射孔１５を通過して多重反射セル
内に入射される。

また、レーザ光の出射側に設けられた凹面全反射ミラー
１４の所定の位置には出射孔１６が穿設されている。

このように構成された多重反射セルは、互いの凹面全反
射ミラー１３．１４の間でレーザ光がつづみ状に例えば
複数回反射されるように構成されている。そして、互い
の凹面全反射ミラー１３．１４の各反射スポット位置は
ある決まった回数反射されることで元の位置に戻るよう
になっている。

ここで、上記レーザ光がつづみ状に反射された際の小径
部Ｗ３の位置は、上記凹面全反射ミラー１３．１４間の
離間距離の略中央部であり、この小径部Ｗ３の位置は上
記集光光学系としてのレンズ８の配設位置によって調整
される。

また、上記出射側の凹面全反射ミラー１４は、周方向に
回動されるように構成されて光路長を変更する図示しな
い変更手段が設けられている。つまり、凹面全反射ミラ
ー１４を周方向に回動調整することにより上記出射孔１
６の位置を周方向に移動し、つづみ状に反射されるレー
ザ光の反射回数を変更できるように構成されている。こ
の反射回数の変更により、レーザ光の遅延時間を、反射
ミラー１３．１４間の１往復分の時間を単位として変更
することができる。

このようにして出射孔１６から出射されたレーザ光は、
この出射孔１６に対向して設けられた全反射ミラー１７
に反射され、上記第２のビームスプリッタ−１１に入射
されるように構成されている。

一方、上記第１のビームスプリッタ−１０によって分岐
され直進する他方のレーザ光は複数の全反射ミラー１８
．１９．２０．２１に順次反射されて上記第２のビーム
スプリッタ−１１に入射されるように構成されている。

ここで、上記第１および第２のビームスプリッタ−１０
，１１間を進む他方のレーザ光の光路長は、第１および
第２のビームスプリッタ−１０，１１間を進む一方のレ
ーザ光が、上記凹面全反射ミラー１３．１４間を無反射
の状態で通過された場合の光路長と同一になるように構
成されている。つまり、一方のレーザ光が上記凹面全反
射ミラー１３．１４間で無反射で通過された場合の第１
および第２のビームスプリッタ−１０，１１間の光路長
と、同一の光路長をもつように複数の全反射ミラー１８
．１９．２０．２１が配設されている。

そして、上記全反射ミラー１７に反射された一方のレー
ザ光と、全反射ミラー２１に反射された他方のレーザ光
とが上記１ｉ２のビームスプリッタ−１１に入射される
ことで合成されパルス幅が広げられる。

つまり、上記凹面全反射ミラー１３．１４で構成される
多重反射セルによって遅延されたレーザ光は、上記全反
射ミラー１８．１９．２０．２１に反射されたレーザ光
より微少時間遅れて合成されることで、パルス幅が広げ
られる。そして、この遅延時間は、上記凹面全反射ミラ
ー１３．１４間で反射される回数を変更することにより
、調整することができる。ここで、調整は凹面全反射ミ
ラー１３．１４間でレーザ光が１往復される時間を単位
として遅延時間を調整することができる。

さらに、上記第２のビームスプリッタ−１１によって合
成されたレーザ光は、この第２のビームスプリッタ−１
１に対向して設けられたコリメート光学系としての上記
レンズ９に入射され、平行なレーザ光に変換されて出射
される。このようにして出射されたレーザ光は例えば図
示しない色素レーザ増幅器に入射されるように構成され
ている。

このように構成されたレーザパルスストレッチャーは、
分光されたレーザ光を遅延する多重反射手段が設けられ
ることで、従来使用されていたレンズを光軸方向に順次
配列した形式のものに比較して装置本体の小型化を図る
ことができる。そして、装置の小型化に際しては、合成
時の２つのレーザ光のビーム径と広がり角を同一に保つ
ことができるので、合成後においては良質のレーザ光を
得ることができる。

なお、この発明は上記一実施例にのみ限定されるもので
はない。例えば、上記一実施例では多重反射手段の反射
回数を変更することができるように構成されているが、
これに限定されず、レーザ光を分岐し、一方のレーザ光
を多重反射手段により遅延した後に、他方のレーザ光と
合成されるように構成されたものであればよい。つまり
、上記第２のビームスプリッタ−１１に入射される２つ
のレーザ光はともに同一のビーム径と広がり角を持つよ
うに構成されていればよく、遅延時間の変更手段を有す
るものに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、第１のビーム
スプリッタ−によって分岐された一方のレーザ光が多重
反射手段に入射されることで遅延されるため、従来のレ
ンズを光軸に沿って順次配設する遅延構造に比較して装
置本体の小型化を図ることができるレーザパルスストレ
ッチャーを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明における一実施例の概要を示す平面図
、第２図および第３図は従来例であり、第２図はレーザ
パルスストレッチャーの概略的な構成を示す平面図、第
３図はレンズ間をレーザ光が通過される状態を示す側面
図である。 ８・・・レンズ（集光光学系）、１０・・・第１のビー
ムスプリッタ−１１３，１４・・・凹面全反射ミラー（
多重反射手段）、１８．１９．２０．２１・・・全反射
ミラー（補正手段）１１・・・第２のビームスト出願人
代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）集光光学系を介して入射されたレーザ光を分岐す
   る第１のビームスプリッターと、この第１のビームスプ
   リッターで分岐された一方のレーザ光が入射され対向さ
   れたミラー間の反射で光路長を延長する多重反射手段と
   、上記第１のビームスプリッターで分岐された他方のレ
   ーザ光のビーム径と広がり角とを上記多重反射手段を経
   たレーザ光のビーム径と広がり角とに一致するように補
   正する補正手段と、上記多重反射手段および補正手段か
   ら出射された一方および他方のレーザ光を合成する第２
   のビームスプリッターと、この第２のビームスプリッタ
   ーから出射されたレーザ光をコリメートするコリメート
   光学系とを具備することを特徴とするレーザパルススト
   レッチャー。
2. （２）多重反射手段はミラー間の往復距離を単位として
   光路長が変更できることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のレーザパルスストレッチャー。