JPH01278786A

JPH01278786A - 複数波長発振形ガス・レーザ管

Info

Publication number: JPH01278786A
Application number: JP10847888A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Saito; 斉藤　芳男; Masayasu Matsuda; 松田　昌康
Original assignee: Toshiba Corp; Topcon Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Topcon Corp
Priority date: 1988-04-30
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1989-11-09

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、複数波長発振形ガス・レーザ管に係わり、
とくに高反射ミラーとともに光共振器を構成する出力ミ
ラーの構成に関する。

（従来の技術）例えばアルゴン・ガス・レーザ管の本体は、第７図に示
すように真空容器の一部を構成する放゛市細管１１の一
端部に陽極をなす金属筒１２、光軸１週整部１３を介し
てガラス基板１４が気密接合され、その内面に出力ミラ
ー１５が付着されている。放電細管Ｉ＋の他方側には、
径大部をもつ金属筒１６、セラミックス円筒１７、端板
Ｉ８、端管１９を介してプリュー諷夕窓２０、およびガ
ラス基板２１が気密接合され、その内面に高反射ミラー
２１が付着されている。セラミックス円筒１７の内側に
は、コイル状のフィラメント陰極２３が、支持体２４．
２４に支持され、熱反射筒２５、および反射板２６によ
り包囲されている。

放電細管１１および陽極筒１２の外周には、それぞれ放
熱板２７．２８が固着され、強制空冷されるようになっ
ている。真空容器部分の内部には、約Ｉ　Ｔｏｏｒの純
粋なアルゴンガスが封入されている。

こうして、陰極を加熱して電子放出させ、これと陽極と
の間に高電圧を印加することにより、放電細管を通して
イオン放電させ、高反射ミラーと出力ミラーとで構成さ
れる光共振器でレーザ発振させる。

ところで、アルゴン・イオン・レーザ管で、種々の波長
のレーザ光を同時発振させると、４５４．５ｎｍ、　　
４５７．９ｎｍ、　　４［ｉ５．８ｎｉ、　　４６５．
８ｎｍｓ　　４７２．７ｎｍ。

４７８．５ｒ＋ｍ、　　４８８．Ｏｎｍ、　　４９Ｇ、
５ｎｍ、　　５０１．７ｎｍ。

５１４．５ｎｍ、５２８．７ｎｍなど、多数の波長のレ
ーザ光が発生する。このうち、一般的に出力の高いのは
、４Ｈ，Ｏｎｍ、　　５１４．５ｎｍ、　　４７Ｂ、５
ｎｍ、　　４９１１ｉ、５ｎｍの順である。

そこで、このような広範囲の波長のレーザ光が同時発振
することを利用して、青色および緑色のレーザ光を一本
のアルゴン・ガス・レーザ管で発振させ、これら２色と
ヘリウムやネオン・レーザ管の６３２．８ｎｍの赤色光
とを組合わせてカラー画像用プリンタを構成できる。−
本のアルゴン・ガス・レーザ管で、青色および緑色のレ
ーザ光を出力させる例は、特公昭５０−１０１１８号公
報に開示されている。その場合、青色光は４７０．５ｎ
ｍ、緑色光は５１４．５ｒ＋ｍであり、そのために出力
ミラーの膜構成に工夫を施している。

（発明が解決しようとする課題）ところで、カラー画像用のプリンタでは、各色の感光剤
の分光感度特性が、一般的に第８図に示すようになって
いる。すなわち、赤色感光剤は、およそ８２０ｎｍ付近
に、緑色感光剤はおよそ５３０ｒ＋ｍ付近に、また青色
感光剤はおよそ４２０ｒ＋ｍ付近にそれぞれ感度のピー
クがある。それぞれのピーク波長に合致するレーザ光を
もつレーザ発振器が容易に得られれば最も都合がよいが
、近似的に前述のような波長の３色レーザ光を使用して
いる。前記公報に示されるように、青色光として４７Ｇ
、５ｎｍのレーザ光を使用すると、第８図から明らかな
ように青色のみならず緑色感光剤をも一部感光してしま
い、カラー画像の再現性が損われてしまう。そのことか
ら、緑色感光剤の分光感度のない４５７．９ｎｍのレー
ザ光を青色光に使用することが望まれている。つまり、
波長間隔が比較的広い２つのレーザ光、例えばアルゴン
・レーザの４５７．９ｎｍと、５１４．５ｎｍの青、緑
色光を１本のレーザ管で同時発振できるように構成する
必要がある。

この発明は、以上のような要望を満足し、波長間隔の比
較的広い複数の波長を同時発振させることができる出力
ミラーをもつガス・レーザ管を提１共することを目１自
とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、高反射ミラーとともに光共振器を構成する
出力ミラーとして、２以上の積層部Ａ１および少なくと
も１つの積層部Ｂが積層されてなり、この積層部Ａは、
光学的膜厚が２分の１λ０（λ０は複数のレーザ出力波
長の略平均波長）の高屈折率誘電体層又は低屈折率誘電
体層の表裏に対称的に、夫々光学的膜厚が４分の１λ０
の低屈折率誘電体層および高屈折率誘電体層が交互に所
定層数積層されてなり、積層部Ｂは、それぞれ光学的膜
厚が４分の１λ０の高屈折率誘電体層および低屈折率誘
電体層が交互に所定層数積層されてなる複数波長発振形
ガス・レーザ管である。

（作用）この発明によれば、発振させたい波長が含まれる反射帯
および発振を抑圧したい波長が含まれる透過帯をシャー
プに区分でき、そして発振させたい波長における光共振
器としてのＱ値を容易に所定値範囲に設定でき、比較的
波長間隔の広い複数波長のレーザ光を出力として得るこ
とができる。

これを適用したアルゴン・レーザ管では、例えば４５７
．９ｎｍの青色と、５１４．５ｎｍの緑色の２波長のレ
ーザ光を同時に効率よく発振させることができる。

そして４８８．Ｏｎｍや他の波長の発振を確実に抑圧す
ることができる。

（実施例）以下図面を参照してその実施例を説明する。なお同一部
分は同一符号であられす。

この発明を、比較的離れた波長である　４５７．９ｎＩ
１１および５１４．５ｎｍの２波長のレーザ光を発振さ
せるアルゴン・レーザ管に適用した場合について説明す
る。レーザ管本体の構成は、第７図に示したものと同様
であり、その高反射ミラーは、４５７．９ｎＩＩｌから
５１４．５ｎｍを含む全波長範囲でほぼ１００％に近い
反射率を有するミラーを使用する。そして出力ミラーと
して、次の構成のものを使用する。

第１の実施例これは第１図に示すように、ガラス基板３Ｉの一方の面
に誘電体多層膜３２を被着して出力ミラーを構成してい
る。誘電体多層膜３２は、ガラス基板Ｇ側から積層部Ｂ
、その上に積層部ＡＩ、さらにその上に積層部Ａ２が連
続的に積層されて構成されている。

いま、相対的に屈折率の高い誘電体蒸着膜である二酸化
チタン（Ｔｉ０２）の光学的膜厚がλ０／２の層を２１
１、同じく二酸化チタンの光学的膜厚がλｏ／４の層を
Ｈ、また相対的に屈折率の低い誘電体多層膜である二酸
化シリコン（Ｓ１０２）の光学的膜厚がλｏ／２の層を
２Ｌ、同じく二酸化シリコンの光学的膜厚がλｏ／４の
層をＬとし、λ０を発振させたい２つの波長、すなわち
４５７．９ｎｍと５１４．５ｎｍとの略・Ｖ均の波長で
ある約４８Ｇｎｍとする。

そこでガラス基板側の積層部Ｂは、次のように構成され
ている。

ＩＩ　Ｌ　ＩＩ　Ｌ・・・　・・・　Ｉｔ　Ｌ　　の偶
数層なお、その他次の構成でもよい。

又は、　Ｉ、　Ｉｔ　Ｌ　１１・・・　・・・　１，１
１　　の偶数層又は、　Ｌ　ＩＩ　Ｌ　Ｉ・・・　・・
・　Ｌ　の奇数層又は、　ＩＩ　Ｌ　ＩＩ　Ｌ・・・　
・・・　ＩＩ　　の奇数層この層の上に蒸着される積層
部Ａ１は、次の構成である。

ＩＩ　Ｌ　ＩＩ　Ｌ・・・ＩＩＬＩＩＬ　２＋１　ＬＩ
ＩＬＩＩ・・・Ｌ　ＩＩ　Ｌ　１１なお、その他次の構
成でもよい。

又は、　ＨＬ　１１　Ｌ・・・ＩＩＬＨ２Ｌ　ＩＩＬＩ
Ｉ・・・ＬｌｌＬＨ又は、　ＬＩＩＬｌｌ・・・ＬＩＩ
ＬＩＩ　２Ｌ　ＩＩＬＩＩＬ・・・ＨＬ　ＨＬ又は、　
ＬＩＩＬ）ｌ・・・ＬＩＩＬ　２ＨＬＨＬ・・・ｌｉ　
Ｌ　Ｉ（Ｌつまり、２＋１又は２Ｌの表裏両側に対称的
にＬｌｌ・・・を積層したものである。

このようにガラス基板３１上に、光学的膜厚が４分の１
λ０の高屈折率の誘電体層３３、および光学的膜厚が４
分の１λ０の低屈折率の誘電体層３４を交互に所定層数
積層しく交互積層部を符号３５であられしている）、そ
の上に光学的膜厚が２分の１λＯの高屈折率又は低屈折
率の誘電体層３Ｂを蒸着し、さらにその上に光学的膜厚
が４分の１λ０の低屈折率の誘電体層３４、および光学
的膜厚が４分の１λ０の高屈折率の誘電体層３３を交互
に基板側と対称的に同層数積層蒸着する。なおこの積層
部Ａ１の層数は、誘電体層の屈折率や組合わせにより決
めるが、例えば約１５層である。

その上に積層している積層部Ａ２は、上述の積層部Ａ１
の説明で示した構成例の１つと同様の構成である。

但し、積層部を重ねる場合は、互いに接する側の層は、
＋１とＬｌ又はＬと１１というように、異なる層の積層
にする。

具体的な例として、次のように構成された出力ミラーは
、第２図および第３図に示す分光透過率特性が得られた
。

Ｇハ肛）（ＨＬＨＬ　２＋１　ＬＨＬＨ）（ＬＨＬＨ２
Ｌ　ＨＬＨＬ）第２図は縦軸の透過率を０〜１００　％
のスケールで示し、ＴＳ３図はそれを０〜２０％のスケ
ールに拡大して示している。これらの図から明らかなよ
うに、発振させる４５７．９ｎｍ、および５１４．５ｒ
＋ｍの２波長における透過率は、それぞれ約１　、５　
Ｓ’６、約２０％であり、これらの波長に対して光共振
器として十分高いＱ値、およびレーザ光を外部に取出す
のに適当な透過率の値を何している。しかしこれら２波
長の範囲内にある他の波長に対しては、最もこれらに接
近している　４Ｇ５．８ｎｍに対し約５％の透過率、ま
た５０１．７ｎｍに対し約８％の透過率をそれぞれ示し
、光共振器として十分低いＱ値をあられす。さらに本来
は最も発振勢力が強い４ｇ、！１．Ｏｎｍｆ：対しては
８０％以上の透過率を示すので、この波長でのＱ値もき
わめて低く、その発振はほとんど生じない。また上記２
波長の範囲外の波長に対しては、透過率が低過ぎてレー
ザ出力が得られない。

このようにして、４５７．９ｏｆｆ＋、および５１４．
５Ｈｍの２波長を選択的に同時発振させ、他の波長の発
振を確実に抑制できる。また、例えばカラー画像プリン
タなどの用途に際し、４５７．９Ｈｍおよび５１４．５
Ｈｍのレーザ光をに３乃至１：６の範囲の任意の出力比
で取出し、各々の波長での感光剤の分光感度の相違をレ
ーザ光強度で補正することもできる。

なお、４５７．９Ｈｍ、および５１４．５Ｈｍの２波長
を選択的に同時発振させたい場合、各波長での出力ミラ
ーの透過率は次のように設定すればよい。

４５７．９Ｈｍでは、０．５〜２．０％の範囲、４［ｉ
５．８ｒ＋ｍでは、３．５％以上、４７［ｉ、５Ｈｍで
は、１０９６以上、４８ｇ、Ｏｎｍでは、１３％以上、４９ｆ３．５Ｈｍでは、８％以上、５０１．７ｒ＋ｍでは、３％以上、５１４．５Ｈｍでは、　１．０〜２．５９６の範囲。

なおまた、前述の出力ミラーの多層膜のうち、主として
積層部Ａ２の層数の設定により、発振させるべき２波長
での透過率を微調整設定でき、発振効率を最適にできる
。

また、積層部Ａ１と積層部Ａ２の各層数の組合わせによ
り透過帯の幅、すなわち発振させる波長の間隔を調節設
定できる。

第２の実施例これは第４図に示すように、誘電体多層膜３２が、ガラ
ス基板Ｇから積層部Ａｔ、積層部Ａ２、その上に積層部
Ｂが積層され、さらにその上にＡタイプの特殊型である
　２Ｈの積層部Ａ３の膜３７が最終層として配置されて
いる。なおこの積層部Ａ３は２Ｌでもよい。

このように構成された出力ミラーは、第５図および第６
図に示す分光透過率特性が得られた。すなわち、第５図
は縦軸の透過率を０〜１００％のスケールで示し、第６
図はそれを０〜２０％のスケールに拡大して示している
。これらの図から明らかなように、発振させる　４５７
．９０ｍ１および５１４．５ｒ＋＋ｎの２波長における
透過率は、それぞれ約１．０％、約１．５％であり、こ
れらの波長に対して光共振器として十分高いＱ値、およ
びレーザ光を外部に取出すのに適当な透過率の値を有し
ている。しかしこれら２波長の範囲内にある他の波長に
対しては、最もこれらに接近している　４６５．８Ｈｍ
に対し約１１％の透過率、また５０１．７Ｈｍに対し約
９％の透過率をそれぞれ示し、光共振器として十分低い
Ｑ値をあられす。さらに本来は最も発振勢力が強い４８
８．Ｏｎｍに対しては６０９６以上の透過率を示すので
、この波長でのＱ値もきわめて低く、その発振はほとん
ど生じない。また上記２波長の範囲外の波長に対しては
、透過率が低過ぎてし＝ザ出力が得られない。

このように、積層部Ａ１を複数組、あるいは積層部Ａ２
を複数組、若しくはそれらを任意組数積み重ね、最外側
に積層部Ｂを形成してもよい。すなわち例えば、Ｇ／Ａｌ　−Ａｔ　−Ａ２−Ａ２−Ｂの構成、又は、Ｇ
／Ａｌ　−Ａ２−Ａｔ　−Ａ２−Ｂの構成、又は、Ｇ／
Ａ２−ＡＩ　−Ａ２−Ｂの構成、又は、Ｇ／Ａｌ−Ｂ−
Ａ２の構成、等々を採用し得る。

したがって、この発明はアルゴン中レーザ管に限らず、
他のレーザ管において複数の波長のレーザ光を選択的に
同時発振させるように構成することができる。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、発振させたい波
長が含まれる反射帯および発振を抑圧したい波長が含ま
れる透過帯をシャープに区分でき、そして発振させたい
波長における光共振器としてのＱ値を容易に所定値範囲
に設定でき、比較的波長間隔の広い複数波長のレーザ光
を出力として得ることができる。そして他の波長の発振
を確実に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す出力ミラーの断面模式
図、第２図および第３図はその分光透過率の特性図、第
４図はこの発明の他の実施例を示す出力ミラーの断面模
式図、第５図および第６図はその分光透過率の特性図、
第７図はレーザ管の要部縦断面図、第８図は感光剤の分
光感度を示す特性図である。１１・・・放電細管、１２・・・陽極、１５・・・出力
ミラー、２２・・・高反射ミラー、２３・・・陰極、３
１・・・ガラス基板Ｇ１３２・・・誘電体多層膜、３３
・・・λｏ／４の高屈折率誘電体層１１．３４・・・λ
ｏ／４の低屈折率誘電体層Ｌ１３６・・・λｏ／２の誘
電体層、３７・・・最終層。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図一汲表（ｎｒｒ＋）第２図第３図第４図第６図　−１及長（九ｍン一一及長（ｎｍ）第８図

Claims

【特許請求の範囲】ガス放電路を挟んで一方に高反射ミラー、他方に出力ミ
ラーが設けられ、前記出力ミラーは基板上に被着された
誘電体多層膜からなる複数波長発振形ガス・レーザ管に
おいて、上記出力ミラーは、２以上の積層部Ａ、および積層部Ｂ
が積層されてなり、上記積層部Ａは、光学的膜厚が２分の１λ＿０（λ＿０
は複数のレーザ出力波長の略平均波長）の高屈折率誘電
体層又は低屈折率誘電体層の表裏に対称的に、それぞれ
光学的膜厚が４分の１λ＿０の低屈折率誘電体層および
高屈折率誘電体層が交互に所定層数積層されてなり、上記積層部Ｂは、それぞれ光学的膜厚が４分の１λ＿０
の高屈折率誘電体層および低屈折率誘電体層が交互に所
定層数積層されてなる、ことを特徴とする複数波長発振形ガス・レーザ管。