JPH01142524A - 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か
ら成るシステムを用い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振される
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（Ａ　Ｓ　Ｅ　
：　Ａｉｐｌｉｆ’ｉｅｄ　　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ
ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ン　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図を参照して説
明する。図中に示される第１のビームスプリッタ−１は
入射されるレーザ光に対して傾斜されて設けられ、この
レーザ光を２つに分岐するように構成されている。そし
て、この第１のビームスプリッタ−１によって分岐され
た一方のレーザ光は後述するように構成された遅延光学
系２に入射される。この遅延光学系２は分岐された一方
のレーザ光の光軸に沿って順次配設された例えば４枚の
レンズ３．４．５．６と、光路を変更する２枚の高反射
ミラー７．８とによって構成されている。ここで、上記
４枚のレンズ３．４．５．６は光路長を延長することに
よるレーザ光の径の変化を防止するように配設されてい
る。さらに、上記遅延光学系２および、上記第１のビー
ムスプリッタ−１から、それぞれ出射された２つのレー
ザ光は、これら２つのレーザ光の交差位置に設けられた
第２のビームスプリッタ−９によって１本のレーザ光に
合成される。このように１本のレーザ光が２本に分岐さ
れ、このうち一方のレーザ光が遅延光学系２を通過され
ることにより遅延され、その後他方のレーザ光と合成さ
れることでレーザパルス幅を広げることができる。

ところが、このように構成されたレーザパルスストレッ
チャーは、その遅延光学系２に複数枚のレンズ３．４．
５．６や高反射ミラー７．８を光軸上に順次配設するこ
とで構成されており、配設位置に所定の離間距離を必要
とし装置自体の大型化を避けることができなかった。ま
た、遅延時間を延長しようとする場合には、上記遅延光
学系２がさらに大型化され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） 上述のように、従来のレーザパルスストレッチャーは、
遅延光学系を形成する複数のレンズや高反射ミラー等が
レーザ光の光軸方向に沿って所定の離間距離をもって順
次配設されているため、装置自体の大型化を避けること
ができないという事情があった。

この発明は上記事情に着目してなされたものであり、レ
ーザ光のパルス幅を広げた後も高い品質のレーザ光を得
ることができ、さらに、装置自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、
入射されたレーザ光を２つのレーザ光に分岐する第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が入射される遅延光学
系を設け、この遅延光学系を通過した一方のレーザ光お
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
−とを設けたレーザパルスストレッチャーにおいて、所
定部位に入射部を有する入射側の第１の凹面高反射ミラ
ーを設け、この第１の凹面高反射ミラーに対向し且つ所
定の部位に出射部を有する第２の凹面高反射ミラーを設
け、これら第１および第２の凹面高反射ミラーの少なく
とも一方に回動手段を設け、この回動手段が設けられた
上記凹面高反射ミラーにレーザ光を上記回動手段の可動
の軸心に沿って導く導引手段を設けることで上記遅延光
学系を形成し、高い品質のレーザ光のままでパルス幅を
広げることができ、装置自体の小型化を図ることができ
る。さらに、遅延光学系の、光路長を変更する作業を容
易に行なう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。図中に示される第１のビームスプリッタ−１は
図示しない色素レーザ発振器から出射され、集光光学系
としての集光レンズ１０を通過したレーザ光が矢印方向
に入射されるように配設されている。この第１のビーム
スプリッタ−１に入射されることにより１本のレーザ光
は２本のレーザ光に分岐される。そして、一方のレ−ザ
光は分岐前のレーザ光の光軸に対して略垂直な方向に向
きが変更され、他方のレーザ光は分岐前のレーザ光と同
様の向きにそのまま出射される。

そして、上記一方のレーザ光は高反射ミラー１１に反射
されて向きが変更されるよう構成されており、この高反
射ミラー１１に反射されたレーザ光の光路に対応する位
置には遅延光学系２が設けられている。この遅延光学系
２は第１および第２の凹面高反射ミラー１２．１３がそ
の反射面を対向されて形成されている。そして、上記第
１の凹面高反射ミラー１２には、上記高反射ミラー１１
に反射されたレーザ光の光路に対応する位置に入射部と
しての入射孔１４が穿設されている。

そして、上記第１の凹面高反射ミラー１２は、その縁部
が円筒状に構成されたフレーム体１５の内壁に結合され
ている。また、上記第２の凹面高反射ミラー１３の縁部
は、上記フレーム体１５の内壁に回動自在に支持された
同心状の回動筒体１６の内壁に結合されている。ここで
、上記フレーム体１５と回動筒体１６との間には回動手
段とじての軸受部材１７が設けられており、同心状態を
維持しながら周方向に回動できるように構成されている
。

また、上記第２の凹面高反射ミラー１３の所定の位置に
は出射部としての出射孔１８が穿設されている。

このように設けられた第１および第２の凹面高反射ミラ
ー１２．１３は、いわゆるエリオツドセルと称される多
重反射セルを形成しており、上記入射孔１４から入射さ
れたレーザ光は、まず第２の凹面高反射ミラー１３の反
射面に反射され、この反射されたレーザ光は上記第１の
凹面高反射ミラー１２の反射面に反射される。このよう
に上記第１および第２の凹面高反射ミラー１２．１３の
間でレーザ光はつづみ状の光路を形成して複数回反射さ
れるように構成されている。

そして、上記入射孔１４および出射孔１８とが、それぞ
れ上述のつづみ状の光路の反射位置にあたる１箇所に穿
設されている。ここで、上記出射孔１８は、上記のごと
く反射位置に設けられており、第２の凹面高反射ミラー
１３が周方向に回動されることで、各反射箇所に位置で
きるようになっている。

このように構成された多重反射セルにおいて、上記第２
の凹面高反射ミラー１３が設けられた回動筒体１６を周
方向に回動することにより、レーザ光の出射位置を移動
することができる。つまり、入射孔１４が設けられた第
１の凹面高反射ミラー１２が固定された状態にあり、こ
れに対して、出射孔１８が設けられた第２の凹面高反射
ミラー１３が周方向に移動されることにより、上記第２
の凹面高反射ミラー１３の反射面上の反射部分のいずれ
にでも出射孔１８を設定することがでる。

このように出射孔１８を移動することにより、つづみ状
に反射されるレーザ光の反射回数を調節することができ
、レーザ光の遅延時間を変更することができる。ここで
、遅延時間の調節は上記第１および第２の凹面高反射ミ
ラー１２．１３の間をレーザ光が１往復するのに必要な
時間を単位として調節することができる。

また、上記第２の凹面高反射ミラー１３が結合された回
動筒体１６には、上記出射孔１８から出射されたレーザ
光の光路上に後述するように構成された導引手段が設け
られている。この導引手段は上記第２の凹面高反射ミラ
ー１３の回動の軸心に沿った光路を持ってレーザ光を出
射するように構成されており、上記出射孔１８に所定角
度を持って対向される第１の出射用高反射ミラー１９と
、この第１の出射用高反射ミラー１９から反射されたレ
ーザ光を、上記第２の凹面高反射ミラー１３の回動の軸
心上に位置して上記レーザ光を上記軸心と同心状に反射
する第２の出射用高反射ミラー２０とからなっている。

ここで、上記第１および第２の出射用高反射ミラー１９
．２０はともに上記回動筒体１６に一体的に設けられて
おり、これら２つの出射用高反射ミラー１９．２０と上
記出射孔１８との相対的な移動はない。つまり、レーザ
光の反射回数を変更するために上記回動筒体１６を回動
しても、出射されるレーザ光は常に上記回動筒体１６の
回動の軸心に同心状に出射されるように構成されている
。

そして、上記レーザ光が同心状に出射される第２の凹面
高反射ミラー１３の回動の軸心上には上記第２の出射用
高反射ミラー２０に対向される高反射ミラー２１が設け
られている。

この、高反射ミラー２１はレーザ光の光路を所定の角度
で変更し、後述する第２のビームスプリッタ−９へ入射
するように配設されている。

そして、上記第２のビームスプリッタ−９の出射側には
、通過されるレーザ光をコリメートするコリメート光学
系としてのコリメートレンズ２２が設けられている。

一方、上記第１のビームスプリッタ−１によって分岐さ
れた他方のレーザ光は、この第１のビームスプリッタ−
１に入射される前と同一の方向へ出射される。そして、
この他方のレーザ光の光路上には後述する補正手段が設
けられている。この補正手段は複数の高反射ミラーによ
って構成されており、例えば４つの高反射ミラー２３．
２４．２５．２６によって構成されている。これらの高
反射ミラー２３．２４．２５．２６は順次光路上に配設
されている。そして、この補正手段を通過されたレーザ
光の光路長は遅延光学系を通過されたレーザ光が上記多
重反射手段を構成する第１および第２の凹面高反射ミラ
ー１２．１３間で無反射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、補正手段は、
この補正手段を通過したレーザ光と、上記遅延光学系２
を通過したレーザ光とが、同一のビーム径と広がり角を
もって、第２のビームスプリッタ−９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補正手段を通過したレーザ光と、
上記遅延光学系２を通過したレーザ光とが上記第２のビ
ームスブーリッター９に入射されることで合成される。

この合成されたレーザ光は、上記第１および第２の凹面
高反射ミラー１２．１３の間で反射されることで光路長
が延長された分だけ一方のレーザ光が遅延され、他方の
レーザ光に合成されるので、レーザパルス幅が広げられ
る。

そして、上記遅延時間は、上記回動筒体１６を回動調節
することにより、第１および第２の凹面高反射ミラー１
２．１３の間をレーザ光が１往復するのに要する時間を
単位に調節することができる。

また、この回動筒体１６を回動して、遅延時間を調節す
る際に、上記第２の凹面高反射ミラー１３から出射され
るレーザ光は上記導引手段により、回動の軸心に同心状
に出射されるので、回動筒体１６の回動量に影響されず
に常に同一位置に遅延されたレーザ光が出射される。こ
のように、常に一定の位置にレーザ光が出射されること
で、周辺の高反射ミラー２１等の構造を単純化すること
ができ、装置全体の小型化と光路の調整作業の単純化を
図ることができる。

なお、この発明は上記一実施例に限定されるものではな
い。例えば、上記一実施例では、第２の凹面高反射ミラ
ー１３側に回動手段および導引手段を設けているが、レ
ーザ光が入射される第１の凹面高反射ミラー１２側に設
けられているものも含まれる。また、上記第１および第
２の凹面高反射ミラーの双方に導引手段を設けたものも
含まれる。このように双方に上記導引手段を設けること
により、上記遅延光学系２に入射されるレーザ光と出射
されるレーザ光が同軸の状態にできるので、インライン
形のデイレーラインとすることができる。

さらに、上記一実施例では、補正手段が設けられている
が、これに限定されず、補正手段が設けられていないも
のも含まれる。また、上記遅延光学系２が分岐された２
つのレーザ光のいずれの光軸上に設けられるかも同等限
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、分岐されたレ
ーザ光のうち一方を対向された第１および第２の凹面高
反射ミラー間に入射することで光路長を延長することが
でき、また、上記凹面高反射ミラーに回動手段を設ける
ことで、上記２つの凹面高反射ミラー間をレーザ光が１
往復する時間を単位として遅延時間を調節することがで
きる。

さらに、導引手段を設けることにより、従来構造に比較
して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図はこの発明の一実施例における概略的構成を示す
平断面図、第２図は従来におけるレーザパルスストレッ
チャーの概略的構成を示す平面図である。 １・・・第１のビームスプリッタ−１２・・・遅延光学
系、９・・・第２のビームスプリッタ−１１２・・・第
１の凹面高反射ミラー、１３・・・第２の凹面高反射ミ
ラー、１４・・・入射孔（入射部）、１７・・・軸受部
材（同動手段）、１訃・・出射孔（出射部）、１９・・
・第１の出射用高反射ミラー（導引手段）、２０・・・
第２の出射用高反射ミラー（導引手段）。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第　１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　入射されたレーザ光を２つのレーザ光に分岐する第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る遅延光学系
   と、この遅延光学系を通過した一方のレーザ光および他
   方のレーザ光を合成する第２のビームスプリッターとを
   有するレーザパルスストレッチャーにおいて、上記遅延
   光学系は所定の部位に入射部を有する入射側の第１の凹
   面高反射ミラーと、この第１の凹面高反射ミラーに対向
   され且つ所定部位に出射部を有する第２の凹面高反射ミ
   ラーと、これら第１および第２の凹面高反射ミラーの少
   なくとも一方に設けられた周方向の回動手段と、この回
   動手段が設けられた上記凹面高反射ミラーに設けられレ
   ーザ光を上記回動手段の回動軸心に沿って導く導引手段
   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