JPH0196619A

JPH0196619A - 波長掃引装置

Info

Publication number: JPH0196619A
Application number: JP25414487A
Authority: JP
Inventors: Junji Fujiwara; 淳史藤原; Koichi Hirooka; 浩一広岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-04-14

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発振装置に設けられて
、レーザ光の波長の狭帯域化を行なう波長掃引装置に関
する。

（従来の技術）一般的な色素レーザ発振装置は、例えば色素セルに対し
てガスレーザ等の励起光を照射することによってレーザ
光が発生される。

このレーザ光は、上記色素セルの一側に設けられた出力
ミラーと、色素セルを挾んで上記出力ミラーに対向して
設けられた波長掃引装置によって構成される共振器によ
って発振される。

上記波長掃引装置は、矩形箱状に形成された密閉容器と
、この容器に設けられた入出射窓とを有しており、上記
入出射窓の内側にはプリズムビーム拡大器および波長選
択素子等が順次配設されている。上記プリズムビーム拡
大器は、例えば４っのプリズムが順次入射側から設けら
れ、入出射窓側からのレーザ光を約４０倍に拡大して上
記波長選択素子側へ照射し、また、波長選択素子側から
のレーザ光を約１／４０に縮小して上記入出射窓側へ照
射するように構成されている。

また、上記波長選択素子は、例えばエタロンとグレーテ
ィングとから構成されており、上記プリズムビーム拡大
器から照射された光がエタロンを通過することで狭帯域
化され、さらにグレーティングに照射されることで略単
一波長の光となり、このグレーティングに反射されるこ
とで、再びエタロンそしてプリズムビーム拡大器、そし
て入出射窓へと照射され、上記色素セルを通過して出力
ミラーへ到達する。

そして、この光は上記出力ミラーを透過する程の光エネ
ルギを有する場合には、出力ミラーからレーザ光が発振
され、透過する程の光エネルギを有さない場合には、出
力ミラーに一部が反射され再び色素セル側へ照射される
。そして、上述のような動作を繰返すことで共振器内を
往復し光エネルギが増幅され、上記出力ミラーから発振
される。−このように構成された、例えば色素レーザの
発振装置に設けられた波長掃引゛装置は、ビーム拡大器
が上記密閉容器内の圧力の影響により光の分散が発生す
ることが知られており、多くの補正構造が開発されてい
る。例えば、レンズを使用したビーム拡大器が、そのビ
ーム拡大器自体の光の分散を補正する構造が古くから知
られており、また、上述のごとくプリズムを使用したプ
リズムビーム拡大器の光の分散を補正する構造等も近年
報告がなされている。これらのビーム拡大器自体のため
の補正構造は実際に波長掃引装置に組込まれた例もある
。

ところが、上述の共振器のように密閉容器を用いて密閉
容器内に掃引ガスを封入し、この掃引ガスの屈折率を封
入圧力の変更により変化する波長掃引装置は、上記入出
射窓により、光の分散が発生するものであった。これは
入出射窓に正反射することでレーザ光の発振を阻害する
ことを防止するためにレーザ光の光軸に対して入出射窓
が傾斜して設けられているために生じるものである。そ
して、この入出射窓によるレーザ光の分散が狭い波長幅
を維持して、連続的に波長が掃引できる範囲を制限して
しまう原因となっていた。

（発明が解決しようとする問題点）上述のように一般的なレーザ光の波長掃引装置は、その
入出射窓が光軸に対して傾斜されて設けられているため
、レーザ光の分散が生じ、狭い波長幅を維持して、連続
的に波長が掃引できる範囲には限界があった。

この発明は、上記事情に着目してなされたものであり、
光軸に対して傾斜して設けられた入出射窓によって生じ
る光の分散を密閉容器内に設けられたプリズムビーム拡
大器によって補正し、さらに波長の狭い波長幅を維持し
て、連続的に波長が掃引できる範囲を広げる波長掃引装
置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、
内側の圧力が調節された密閉容器に入出射窓を設け、こ
の密閉容器内に入出射窓側から順次プリズムビーム拡大
器と波長選択素子とを配設し、上記プリズムビーム拡大
器が上記入出射窓によって生じる分散を補正するように
各プリズムの頂角および入射角を設寓したことにより、
レーザ光の狭い波長幅を維持して、連続的に波長が掃引
できる範囲をさらに広げる波長掃引装置にある。

（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。

例えば、色素レーザ発振装置は、図示しない色素セルに
対して窒素レーザを照射する励起光発振装置が設けられ
ており、この励起光発振装置によって照射された窒素レ
ーザ光により上記色素セルが励起されて、色素レーザ光
が発生される。

この光は、上記色素セルを挟んで設けられた図示しない
出力ミラーと、第１図に示されるように構成された波長
掃引装置１とによって形成される共振器内で、上記出力
ミラーを透過できるレーザ光出力となるまで発振状態を
繰返すように構成されている。

上記波長掃引装置１は略矩形箱状に形成された密閉容器
１ａによってその外側形状が形成されており、この密閉
容器１ａの上記図示しない色素セルに対向される部分に
は入出射窓２が設けられている。この入出射窓２は合成
石英製で、入出射面の両面が平行に形成されており、入
射されるレーザ光の光軸に対して例えば３°傾斜されて
設けられている。

また、上記密閉容器１ａには、その内部に例えばＣ０２
ガスを封入する圧力の調節手段としての掃引ガス供給装
置３が設けられている。この掃引ガス供給装置３は、上
記ＣＯ２ガスのガスボンベ４と、このガスボンベ４から
のガスの供給量を調節する流量調節弁５とによって構成
されており、所定圧力（ｌａｔｍ）で所定の屈折率を有
するＣＯ２ガスを、必要とされる屈折率に応じて供給し
て、密閉容器１内の圧力を変更（０〜ｌａｔｍ）するよ
うに構成されている。また、この密閉容器１ａにはリー
ク弁５ａが設けられており、このリーク弁５ａを開放す
ることにより、内部のＣＯ２ガスを外部に放出し、密閉
容器１ａを大気圧に開放することができる。

さらに、上記入出射窓２の内側には、プリズムビーム拡
大器６が設けられている。このプリズムビーム拡大器６
は、合成石英製の後述する４つのプリズムによって形成
されている。これら４つのプリズムのうち上記入出射窓
２から入射された光が始めに入射される第１のプリズム
７は、その頂角が５６．５’で形成されている。そして
、この第１のプリズム７を通過した光は、第２のプリズ
ム８へ入射される。この第２のプリズム８は、その頂角
が１７．４°に形成されている。さらに、第２のプリズ
ム８を通過した光は第３のプリズム９に照射される。こ
の第３のプリズム９は、その頂角が５６．０＠であり、
この第３のプリズム９を通過した光は第４のプリズム１
０へ照射される。

この第４のプリズム１０はその頂角が１７．４”である
。上記各プリズム７．８．９．１０は、それぞれ、第１
のプリズム７から第４のプリズム１０へ向かって光が入
射されるように構成されており、それぞれの入射角度は
、第１のプリズム７は７４．１°であり、他のプリズム
８．９．１０は共に７４．０°である。

このように構成されたプリズムビーム拡大器６により入
出射窓２から入射された光は約４０倍に拡大されている
とともに、上記第４のプリズムを通過された際には、上
記入出射窓２の通過時の分散が相殺されている。

また、上記プリズムビーム拡大器６を通過した光は、波
長掃引装置１の密閉容器１ａの上記第４のプリズム１０
より深部に位置されたエタロン１１に入射される。この
エタロン１１は後述するグレーティング１２とともに波
長選択素子１３を構成している。

このエタロン１１によって狭帯域化された光の波長は、
さらにグレーティング１２に照射されることで略単一化
される。これらエタロン１１およびグレーティング１２
は共に、回動装置１４．１５が設けられており、入射角
度を調節することにより波長の選択を行なうように構成
されている。

そして、上記グレーティング１２は上述のように狭帯域
化した光を反射するように形成されており、このグレー
ティング１２に入射された光は狭帯域化されるとともに
、再び上記エタロン１１側へ照射されるよう構成されて
いる。このグレーティング１２からの光は、上述した入
射時の光とは全く逆の順に照射される。つまり、エタロ
ン１１からの光は第４のプリズム１０へ照射され、さら
に第３、第２および第１のプリズム９．８．７の順に通
過されて、上記入出射窓２へ照射され、上記色素セルお
よび出力ミラー側へ照射される。

このように構成された波長掃引装置１によれば、従来は
補正が行われずに狭帯域化の妨げになっていた入出射窓
２の通過時に発生される光の分散を、プリズムビーム拡
大器６によって補正することにより、狭い波長幅を維持
して、連続的に波長が掃引できる範囲が広げられる。

ここで、従来構造における入出射窓２の分散幅と、上記
一実施例において補正された分散幅とを比較すると、上
記実施例によれば１／１００００以下の分散に押えるこ
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、プリズムビーム拡大器６
を構成するプリズム７．８．９．１０は全部で４つ設け
られているが、これに限定されず、複数個のプリズムを
有することで、入出射窓２の通過時に発生する光の分散
を補正できるよう構成されたプリズムビーム拡大器６で
あればよい。また、上記プリズムビーム拡大器の倍率は
約４０倍であるが、これに限定されず、第１から第２の
プリズム７．８．９．１０の互いの入射角および頂角を
変更することにより、さらに倍率を上げたもの等も含ま
れる。

さらに、密閉容器内に掃引ガスとしてのＣＯ２ガスを封
゛入し、この封入の圧力を変更することで、狭帯域化す
る波長を選択するように構成されているが、これに限定
されず、封入される掃引ガスの屈折率に応じて、密閉容
器内の圧力を調節するものであればよく、例えば、上記
ガスボンベ４を真空ポンプに置換えることで、密閉容器
１ａ内を減圧して、必要とされる屈折率を得るように構
成された減圧型の波長掃引装置でもよい。さらに、上記
波長掃引装置は色素レーザ発振装置に設けられているが
、これに限定されず、他のレーザ発振装置等に設けられ
たものも含まれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば従来考慮されて
いなかった、波長掃引装置の入出射窓の光軸に対する傾
斜による入射時の光の分散を、プリズムビーム拡大器の
各プリズムによって補正する構造とすることで、光の分
散を最少限に止どめ、波長掃引の精度を著しく向上する
ことができる波長掃引装置を提供できる。

【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正断面図である
。１・・・波長掃引装置、１ａ・・・密閉容器、２・・・
入出射窓、６・・・プリズムビーム拡大器、１３・・・
波長選択素子、７・・・第１のプリズム、８・・・第２
のプリズム、９・・・第３のプリズム、１０・・・第４
のプリズム。出願人代理人弁理士　鈴　江　武　彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ光の入出射窓を有する密閉容器と、この密
閉容器内の圧力を調節する手段と、上記密閉容器内に設
けられて入出射窓側からレーザ光の入射方向へ沿って順
次配設されたプリズムビーム拡大器および波長選択素子
とを具備する波長掃引装置において、入出射窓を通過す
ることで分散されたレーザ光をプリズムビーム拡大器が
補正するように各プリズムの頂角および入射角度が設定
されていることを特徴とする波長掃引装置。
（２）プリズムビーム拡大器は、トータル倍率が４０倍
で頂角が５６．５°の第１のプリズムと、頂角が１７．
４°の第２のプリズムと、頂角が５６．０°の第３のプ
リズムと、頂角が１７．４°の第４のプリズムと、が入
出射窓側から順次設けられて全プリズムについて入射角
が約７４°になるように配置されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の波長掃引装置。