JPH01194375A - 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である色素レーザ発
振器と色素レーザ増幅器からなるシステムにおいては色
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　
：　Ａｇ＋ｐＨｒｉｃｄ　　５ｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ　
　ｃｌｌｌｓｓｌｏｎ　）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を通過する
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
チャーは遅延時間が長い場合に上記遅延光学系２自体の
大型化を避けることができなかった。さらに、各光学系
の配設の２１整箇所も多いので調整に手間を要するもの
であった。また、ビーム形状が円形でない場合に出射光
の形状の回転等が生じることがあり、これを補正するの
が困難なものであった。

（発明が解決しようとする課題） 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間隔をもって順次配設
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、従
来よりも小さな装置で光路長を従来同様に延長でき、各
部品の点数が少なく、調整の省力化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〕

（課題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２つに分岐するビ
ームスプリッタ−を設け、この分岐された一方のレーザ
光を同一光路上に正反射する高反射ミラーを設け、上記
分岐されたレーザ光が入射される入射部を所定の部位に
有する第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て所定部位に凹面の正反射手段を
存するｍ２の凹面高反射ミラーを設け、上記ビームスプ
リッタ−に再度入射されることで合成されたレーザ光を
コリメートするコリメート光学系を設けることにより、
一方のレーザ光と遅延例の他方のレーザ光とが同一先軸
上を反射するよう構成され小型でありながら従来同様に
遅延時間を延長できる。また、同一光路を往復するため
調整箇所が減少され、調整作業が容易なレーザパルスス
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。図中に矢印Ａで示されるのがレーザ光であり、
このレーザ光の光路上にまず設けられているのが集光光
学系としての集光レンズ１０であり、この集光レンズ１
０を通過したレーザ光の光路上にはビームスプリッタ−
１１が設けられている。このビームスプリッタ−１１は
レーザ光の光路に対して所定の角度をｔ４って配設され
ており、レーザ光が斜めに入射される。そして、このビ
ームスプリッタ−１１によって２つに分岐されたレーザ
光のうち、上記集光レンズ１０から出射されたレーザ光
に所定の角度例えば約９０″をもって出射された一方の
レーザ光の光路上には、この一方のレーザ光を入射時と
同方向に正反射する第１の高反射ミラー１２が設けられ
ている。この第１の高反射ミラー１２に反射されたレー
ザ光は上記ビームスプリッタ−１１から出射されたとき
と同一の光路を戻り再度上記ビームスプリッタ−１１に
入射する。

また、ビームスプリッタ−１１によって分岐され、上記
′集光レンズ１０から出射されたレーザ光と同一方向に
出射された他方のレーザ光の光路上には第１の凹面高反
射ミラー１３が設けられている。この第１の凹面高反射
ミラー１３の所定部位には上記レーザ光が入射される通
光部としての通光孔１４が穿設されており、上記レーザ
光の光路上に対応されている。

さらに、この通光孔１４を通過したレーザ光の光路上に
は第２の凹面高反射ミラー１５が設けられており、その
凹面部が上記第１の凹面高反射ミラー１３の凹面部と対
向されるように位置されている。

その配設構造は次のように構成されている。第１の凹面
高反射ミラー１３の外周縁部は円形に形成されており、
この外周縁部は筒体１６の一端部内周面に結合されてい
る。そして、この筒体１６の他端部は段差部を有して大
径化されており、この大径化された他端部の内周面には
軸受体１７を介して上記ｎ体１６に同心状の環体１８が
回動自在に支持されている。この環体１８の内周面には
上記第２の凹面高反射ミラー１５の外周縁が結合されて
おり、外側に延長された端部は径方向に延出されて、］
二二部筒体６に対して環体１８を例えば手動により回動
操作できるようになっている。

また、上記第２の凹面高反射ミラー１５の所定部位には
正反射手段１９の一部を構成する通光孔２０が穿設され
ており、さらにこの通光孔２０の外側には上記環体１８
に一体的に結合されて上記通光孔２０から出射されたレ
ーザ光を同光軸上に正反射する第３の凹面高反射ミラー
２１が設けられている。つまり、上記通光孔２０と第３
の凹面高反射ミラー２１とによって上記正反射手段１９
が構成されている。

このように第１および第２の凹面高反射ミラー１３．１
５を対向することで、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、上記通光孔２０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１５
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１３の反射面に反射する。このよ
うに上記第１および第２の凹面高反射ミラー１３．１５
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
するように構成されている。

そして、上記通光孔２０および正反射手段１９は、それ
ぞれ上述のつづみ状の光路の反射位置にある１箇所に設
けられている。ここで、上記正反射手段１９は上述のご
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１５が周方向に回動されることで各反射箇所に位置で
きるようになっており、凹面高反射ミラー１３．１５間
でのレーザ光の反射回数を調整できるようになっている
。

こうして第１および第２の凹面高反射ミラー１３．１５
間で複数回反射されたレーザ光は正反射手段１９に正反
射することで同じ光路上を戻り、再度通光孔１４から出
射され上記ビームスプリッタ−１１に入射される。

そして、この通光孔１４から出射されたレーザ光はビー
ムスプリッタ−１１に入射することで上記第１の高反射
ミラー１２からのレーザ光と同一の方向に反射され、２
つのレーザ光が１つのレーザ光に合成される。この合成
時にビーム径が同じになるように、第１の高反射ミラー
１２のビームスプリッタ−１１までの距離を選ぶことが
できる。

こうすることにより合成後のビーム品質が向上する。こ
のように合成されたレーザ光の光路上にはこのレーザ光
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。

以下、この実施例におけるレーザパルスストレッチャー
によってレーザパルス幅を広げる工程について説明する
。上記集光レンズ１０を通過したレーザ光はビームスプ
リッタ−１１に入射することで２つのレーザ光に分岐さ
れ、例えば一方のレーザ光は入射時の光軸に略垂直な方
向へ反射され、他方のレーザ光は入射時の光軸と同一の
向きに出射される。そして上記一方のレーザ光は第１の
高反射ミラー１２に反射することによって入射時と同一
の方向に照射される。この２０１の高反射ミラー１２に
正反射されたレーザ光は再度ビームスプリッタ−１１に
入射される。

また他方のレーザ光はビームスプリッタ−１１から出射
されると、通光孔１４を通過して第１および第２の凹面
高反射ミラー１３．１５間に入射され複数回反射されて
正反射手段１９に反射し、再度同一光路」二を戻り、通
光孔１４を通過してビームスプリッタ−１１に入射され
る。ここで、上記筒体１６は上記ビームスプリッタ−１
１、第１の高反射ミラー１２等に対して移動しないよう
に固定されており、環体１８のみが上記筒体１６に対し
て回動されるようになっている。そして、上記環体１８
を回動して、上記正反射手段１９を周方向に移動するこ
とによりレーザ光がつづみ状に反射される回数を変更す
ることができる。つまり、レーザ光をつづみ状に反射す
る反射ポイントで形成される一つの円周上に正反射手段
１９が設けられており、この正反射手段１９を周方向に
移動することにより、第１および第２の凹面高反射ミラ
ー１３．１５間での反射回数を変化することができる。

これによりレーザ光が第１および第２の凹面高反射ミラ
ー１３．１５間で反射して一往復する時間を単位として
、他方のレーザ光の遅延時間を調整することができる。

そして、上記第１および第２の凹面高反射ミラー１３．
１５間で複数回反射され遅延されたレーザ光は再度通光
孔１４を通過しビームスプリッタ−１１に入射する。こ
の他方のレーザ光はビームスプリッタ−１１に入射する
ことで略直角な方向に光路が折曲され、上記一方のレー
ザ光に合成される。

こうして合成されたレーザ光はコリメートレンズ２２に
入射されることでコリメートされる。

このように構成されたレーザパルスストレッチャーは、
ビームスプリッタ−１１によって２つに分岐されたレー
ザ光が同一光路上を再度戻るように構成されているので
、従来構造に比較して小型化を図ることができ、各光学
系も約半分の数で構成することができる。このように部
品の数を減少することができるので従来の＾比較して光
学的調幀も容易に行なうことができる。

また、第１および第２の凹面高反射ミラー１３．１５間
での反射回数は、両者間でレーザ光が一往復する時間を
単位として変更することができ、また、この遅延時間の
変更が環体１８の回動により容易に行なうことができる
。

【発明の効果〕

以上説明したように、この発明によればビームスプリッ
タ−によって２つに分岐されたレーザ光が出射光路を再
度戻るように反射するよう構成されているので、従来の
同じ遅延時間を有するもに比較して小型化を図ることが
でき、同一の光路を往復して使用するので、部品の数を
減少することができる。また、これにともない調整の必
要な部分も減少でき、入射されるレーザ光のビーム形状
が円形でない場合でも、同一の光路を往復するため合成
後のレーザ光にむらを生じることがな〈従来構造に比較
して調整が容易な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平断面図で
ある。 １０・・・集光レンズ（集光光学系）、１１・・・ビー
ムスプリッタ−１１２・・・第１の高反射ミラー（高反
射ミラー）、１３・・・第１の凹面高反射ミラー、１４
・・・通光孔、１５・・・第２の凹面高反射ミラー、１
９・・・正反射手段、２２・・・コリメートレンズ（コ
リメート光学系）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 集光光学系を介して入射されたレーザ光を２つに分岐す
   るビームスプリッターと、このビームスプリッターで分
   岐された一方のレーザ光を同一光路上に正反射して上記
   ビームスプリッターに再度入射する高反射ミラーと、上
   記ビームスプリッターで分岐された他方のレーザ光が入
   射される入射部を所定の部位に有する第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
   入射されたレーザ光と同一光路上に正反射する正反射手
   段を所定部位に有する第２の凹面高反射ミラーと、上記
   ビームスプリッターに再度入射されることで合成された
   レーザ光の光路上に設けられ上記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。