JPH02129978A - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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- JPH02129978A JPH02129978A JP28245788A JP28245788A JPH02129978A JP H02129978 A JPH02129978 A JP H02129978A JP 28245788 A JP28245788 A JP 28245788A JP 28245788 A JP28245788 A JP 28245788A JP H02129978 A JPH02129978 A JP H02129978A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/086—One or more reflectors having variable properties or positions for initial adjustment of the resonator
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- Optics & Photonics (AREA)
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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。
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）
本発明は、レーザ共振器のアライメント、制御を行い注
入同期による単一周波数発振を行うレーザ発振装置に関
する。
入同期による単一周波数発振を行うレーザ発振装置に関
する。
（従来の技術）
従来のレーザ発振装置におけるレーザ共振器のアライメ
ント、制御について第５図によって説明する。従来の装
置においては、アライメント用可視レーザ１３の出力光
をピンホール１２を通過せしめ、アライメント光学系１
１により第一のレーザの共振器の光軸に沿って入射せし
め共振器ミラー１，２から反射光が共にピンホール１２
に一致する如くミラー角度調整機構４ａを操作し、共振
器ミラー１と２を互いに平行に合わせる。
ント、制御について第５図によって説明する。従来の装
置においては、アライメント用可視レーザ１３の出力光
をピンホール１２を通過せしめ、アライメント光学系１
１により第一のレーザの共振器の光軸に沿って入射せし
め共振器ミラー１，２から反射光が共にピンホール１２
に一致する如くミラー角度調整機構４ａを操作し、共振
器ミラー１と２を互いに平行に合わせる。
次にアライメント光学系１１を取り去り、単一周波数発
振をする如く構成された第二のレーザ発振器５の出力光
を入射光学系６ａ、 ６ｂにより第一のレーザの共振器
光軸に沿って入射せしめる。この状態でレーザ媒質３を
励起し、レーザ発振を生起させ、その出力光を受光器で
受は周波数を分析しつつ単一周波数発振が得られるよう
にミラー間隔調整機構４ｂを操作して共振器の同調をと
る。−旦、単一周波数発振が得られたなら、ミラー間隔
調整機構４ｂをその時の状態に止めて受光器を取り去り
、レーザの正常運転をする。
振をする如く構成された第二のレーザ発振器５の出力光
を入射光学系６ａ、 ６ｂにより第一のレーザの共振器
光軸に沿って入射せしめる。この状態でレーザ媒質３を
励起し、レーザ発振を生起させ、その出力光を受光器で
受は周波数を分析しつつ単一周波数発振が得られるよう
にミラー間隔調整機構４ｂを操作して共振器の同調をと
る。−旦、単一周波数発振が得られたなら、ミラー間隔
調整機構４ｂをその時の状態に止めて受光器を取り去り
、レーザの正常運転をする。
（発明が解決しようとする課題）
従来のレーザ発振装置によりレーザ共振器のアライメン
ト、同調の調整を行うには、アライメント用可視レーザ
１３によって共振器ミラー１，２の平行度合わせを先づ
行い次に、配置を変え別の測定器を設置して共振器の同
調調整を行う必要がある。
ト、同調の調整を行うには、アライメント用可視レーザ
１３によって共振器ミラー１，２の平行度合わせを先づ
行い次に、配置を変え別の測定器を設置して共振器の同
調調整を行う必要がある。
又、−旦同調がとれた後に共振器の変形伸縮によって同
調がずれないように共振器の構造体を低膨張率の材料で
製作した上に周囲温度の変化を厳しく抑制する必要があ
る。
調がずれないように共振器の構造体を低膨張率の材料で
製作した上に周囲温度の変化を厳しく抑制する必要があ
る。
さらに、−旦レーザの運転を開始した後は共振器の変形
伸縮等に起因する同調ずれを補償するような働きはなく
、長時間の使用に当っては時々同調を取り直す必要があ
り、同調安定度は不十分なものである。
伸縮等に起因する同調ずれを補償するような働きはなく
、長時間の使用に当っては時々同調を取り直す必要があ
り、同調安定度は不十分なものである。
以上のように、従来の共振器のアライメント、同調調整
方法に於ける問題点に対し５本発明の目的は、装置の配
置を変える事なく調整作業が可能で、かつ長時間レーザ
の使用を続けながら同調制御が可能ないわゆるオンライ
ンリアルタイム制御が可能なレーザ発振装置を提供する
ことにある。
方法に於ける問題点に対し５本発明の目的は、装置の配
置を変える事なく調整作業が可能で、かつ長時間レーザ
の使用を続けながら同調制御が可能ないわゆるオンライ
ンリアルタイム制御が可能なレーザ発振装置を提供する
ことにある。
（課題を解決するための手段および作用）本発明は共振
器へ外部より入射して共振器内で多重反射した後出射す
る光には、共振器ミラーの平行度すなわちアライメント
状態に関する情報。
器へ外部より入射して共振器内で多重反射した後出射す
る光には、共振器ミラーの平行度すなわちアライメント
状態に関する情報。
共振器ミラーの間隔すなわち入射光に対する同調状態に
関する情報が含まれている。
関する情報が含まれている。
又、レーザの共振器は光学的には干渉計であるので、ミ
ラーの平行度１間隔によって干渉状態は変化し、出射光
の強度を測定すれば干渉状態、そして干渉計の状態を知
ることができる。
ラーの平行度１間隔によって干渉状態は変化し、出射光
の強度を測定すれば干渉状態、そして干渉計の状態を知
ることができる。
よって１本発明の最も基本となる事柄は、上記の事を利
用して、調整制御の対象となる第一のレーザの共振器に
、その光軸に沿って外部より第二のレーザの出力光を入
射させ、該共振器の中で多重繰り返し反射をした後共振
器外へ出射する光の強度を測定し、共振器内での多重反
射光の干渉状態を検知する点にある。
用して、調整制御の対象となる第一のレーザの共振器に
、その光軸に沿って外部より第二のレーザの出力光を入
射させ、該共振器の中で多重繰り返し反射をした後共振
器外へ出射する光の強度を測定し、共振器内での多重反
射光の干渉状態を検知する点にある。
（実 施 例）
第１図は本発明の一実施例である。図に於て、後側共振
器ミラー１、前側共振器ミラー２とレーザ媒質３が第一
のレーザ発振器を成すｓ４ａは、第一のレーザの共振器
ミラー１，２を、互いに平行に合わせるためのミラー角
度調整機構、４ｂは共振器ミラー１，２の間隔を調整す
るためのミラー間隔調整機構である。５は第一のレーザ
発振器の外に配置された第二のレーザ発振器であり、共
振器やレーザ媒質等の内部構成は図示していない、６ａ
。
器ミラー１、前側共振器ミラー２とレーザ媒質３が第一
のレーザ発振器を成すｓ４ａは、第一のレーザの共振器
ミラー１，２を、互いに平行に合わせるためのミラー角
度調整機構、４ｂは共振器ミラー１，２の間隔を調整す
るためのミラー間隔調整機構である。５は第一のレーザ
発振器の外に配置された第二のレーザ発振器であり、共
振器やレーザ媒質等の内部構成は図示していない、６ａ
。
６ｂは第二のレーザ発振器の出力光を第一のレーザ発振
器の共振器内へその光軸に沿って入射させるための入射
光学系であり１反射ミラーの適当な枚数の組合せで用い
る。ミラー２と６ｂとには、０以上でかつ１以下（但し
０は含まず）の適当な反射率をもたせである。７，８は
第二のレーザ発振装置の出力光が共振器ミラー１，２間
を多重繰り返し反射した後出て来る出射光である。
器の共振器内へその光軸に沿って入射させるための入射
光学系であり１反射ミラーの適当な枚数の組合せで用い
る。ミラー２と６ｂとには、０以上でかつ１以下（但し
０は含まず）の適当な反射率をもたせである。７，８は
第二のレーザ発振装置の出力光が共振器ミラー１，２間
を多重繰り返し反射した後出て来る出射光である。
次に、本発明の詳細な説明する。第二のレーザ発振器５
の出力光は入射光学系６ａ、 ６ｂによって第一のレー
ザの発振器へその光軸に沿って入射され共振器１，２の
間を多重繰り返し反射する。この時共振器ミラー２と入
射光学系ミラー６ｂは０以上１以下の戒値の透過率を持
っているので共振器ミラー１，２間の光は一往復毎にそ
の一部を共振器外へ出射し出射光７，８を成す。さらに
、出射光７．８は共振器ミラー１，２間の非常に多くの
多重反射光の集まりでありかつそれらは同一のレーザよ
り来た光であるので互いに干渉可能である。
の出力光は入射光学系６ａ、 ６ｂによって第一のレー
ザの発振器へその光軸に沿って入射され共振器１，２の
間を多重繰り返し反射する。この時共振器ミラー２と入
射光学系ミラー６ｂは０以上１以下の戒値の透過率を持
っているので共振器ミラー１，２間の光は一往復毎にそ
の一部を共振器外へ出射し出射光７，８を成す。さらに
、出射光７．８は共振器ミラー１，２間の非常に多くの
多重反射光の集まりでありかつそれらは同一のレーザよ
り来た光であるので互いに干渉可能である。
そこで共振器１，２の間隔の変化に対して例えば出射光
７の強度を干渉理論により計算すると第３図（ａ）に示
すような曲線（以下同調特性曲線と呼ぶ）となる、これ
より共振器ミラー１，２間隔が入射光波長の１／２変化
する毎に極小値を持つような変化を示すことが解る。又
、出射光８について同様の計算をすると第３図（ｂ）の
ような変化を示し、共振器ミラー１，２間隔の変化が１
／２波長毎に極大値を持つことが解る。これら極小値。
７の強度を干渉理論により計算すると第３図（ａ）に示
すような曲線（以下同調特性曲線と呼ぶ）となる、これ
より共振器ミラー１，２間隔が入射光波長の１／２変化
する毎に極小値を持つような変化を示すことが解る。又
、出射光８について同様の計算をすると第３図（ｂ）の
ような変化を示し、共振器ミラー１，２間隔の変化が１
／２波長毎に極大値を持つことが解る。これら極小値。
極大値を示す点は、共振器ミラー１，２の間隔が入射光
すなわち第二のレーザの出力光の波長の１／２の整数倍
となっている点であり共振器の同調がとれている状態で
ある。
すなわち第二のレーザの出力光の波長の１／２の整数倍
となっている点であり共振器の同調がとれている状態で
ある。
以上の事は共振器ミラー１，２が互いに平行な場合、す
なわち共振器のアライメントが正常な場合についてであ
る。共振器のアライメントが正常でない場合について、
共振器ミラー間隔の変化に対する出射光８の強度を実測
すると、第４図（ａ）。
なわち共振器のアライメントが正常な場合についてであ
る。共振器のアライメントが正常でない場合について、
共振器ミラー間隔の変化に対する出射光８の強度を実測
すると、第４図（ａ）。
（ｂ）、 （ｅ）に示す結果が得られる。この結果より
、共振器のアライメントがずれて行くにしたがい同調特
性曲線が平準化して来ることが解った。
、共振器のアライメントがずれて行くにしたがい同調特
性曲線が平準化して来ることが解った。
これらのことを総合すると、共振器ミラー１゜２の間隔
の変化に対して第３図（ａ）、 （ｂ）に示すような所
定の同調特性曲線が得られるか否かにより共振器のアラ
イメント状態を判定することが可能であり、出射光７の
強度を常に極小に保つか、又は出射光８の強度を常に極
大に保つ如く共振器ミラー１，２の間隔を制御すること
により、共振器を常に入射光に対して同調状態に保持出
来ることが解る。
の変化に対して第３図（ａ）、 （ｂ）に示すような所
定の同調特性曲線が得られるか否かにより共振器のアラ
イメント状態を判定することが可能であり、出射光７の
強度を常に極小に保つか、又は出射光８の強度を常に極
大に保つ如く共振器ミラー１，２の間隔を制御すること
により、共振器を常に入射光に対して同調状態に保持出
来ることが解る。
尚、所定の同調特性曲線が得られない時に共振器ミラー
１，２を平行に合わせたり、又は同調状態を保持する如
く共振器ミラー１，２の間隔を制御する等のことは当該
分野に於て公知の技術によって実現出来ることは明らか
である。
１，２を平行に合わせたり、又は同調状態を保持する如
く共振器ミラー１，２の間隔を制御する等のことは当該
分野に於て公知の技術によって実現出来ることは明らか
である。
このように共振器ミラー１，２の間隔の変化に対して出
射光７の強度は前記のとおり第３図（ａ）の如く変化す
る。この出射光７を受光器９で受け、その強度変化を電
気信号に変換し制御装置４Ｃへ供給する。制御装置４ｃ
は、通常動作時は、受光器９の出力信号が常に極小値と
なるようにミラー間隔調整機構４ｂを駆動する如く構成
され、作用するものである。又、共振器アライメント調
整時には、所定の同調特性曲線が得られるか否かを判定
するために、動作切り替えによって共振器ミラー間隔を
一定の長さだけ変化させるものである。
射光７の強度は前記のとおり第３図（ａ）の如く変化す
る。この出射光７を受光器９で受け、その強度変化を電
気信号に変換し制御装置４Ｃへ供給する。制御装置４ｃ
は、通常動作時は、受光器９の出力信号が常に極小値と
なるようにミラー間隔調整機構４ｂを駆動する如く構成
され、作用するものである。又、共振器アライメント調
整時には、所定の同調特性曲線が得られるか否かを判定
するために、動作切り替えによって共振器ミラー間隔を
一定の長さだけ変化させるものである。
共振器ミラー１，２の間隔を変化させた時に第３図（ａ
）に示す如き所定の同調特性曲線が受光器９によって得
られない場合は共振器のアライメントがずれていると判
定される。ミラー角度調整機構４ａは、この時手動操作
、又は電動動作等により共振器ミラー１，２を光軸に直
交する軸の回りに回転させ、互いに平行度を合わせる装
置である。
）に示す如き所定の同調特性曲線が受光器９によって得
られない場合は共振器のアライメントがずれていると判
定される。ミラー角度調整機構４ａは、この時手動操作
、又は電動動作等により共振器ミラー１，２を光軸に直
交する軸の回りに回転させ、互いに平行度を合わせる装
置である。
第２図に本発明の他の実施例を示す。この実施例に於て
は、第３図（ｂ）のような変化をする同調特性曲線を持
つ出射光８を利用し、受光器９の出力信号が常に極大値
を保つように制御するものである。ビームスプリッタ１
０は出射光８の一部を受光器に入射させるため光路中に
設置しであるものである。以上の外は、構成５作用、効
果に於て第１図に示す実施例と同様である。
は、第３図（ｂ）のような変化をする同調特性曲線を持
つ出射光８を利用し、受光器９の出力信号が常に極大値
を保つように制御するものである。ビームスプリッタ１
０は出射光８の一部を受光器に入射させるため光路中に
設置しであるものである。以上の外は、構成５作用、効
果に於て第１図に示す実施例と同様である。
本発明によれば、レーザ共振器のアライメント４が定量
的に扱うことが出来、自動的にアライメント調整を行う
ことが可能となる外に、共振器の同調をオンラインリア
ルタイムで制御することが可能となる。
的に扱うことが出来、自動的にアライメント調整を行う
ことが可能となる外に、共振器の同調をオンラインリア
ルタイムで制御することが可能となる。
さらに、実施例１に示す構成の場合、第一のレーザの出
力ビームに何等影響与えることなく共振器の自動アライ
メント、同調の自動制御が可能である。
力ビームに何等影響与えることなく共振器の自動アライ
メント、同調の自動制御が可能である。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明第２の実施例を示すブロック図、第３図も（ａ ）
は実施例に於ける、共振器間隔の変化に対する出射光の
強度変化の様子を示す波形図、第３図（ｂ）は出射光の
同様な変化の様子を示す波形図、第４図（ａ）、（ｂ）
、（ｃ）は第３図に示すような同調特性曲線が共振器ミ
ラーのアライメント状態によって、変化する様子を示し
た実測図、第５図は従来の技術によってレーザ共振器の
アライメント、同調調整を行う場合の例を示すブロック
図である。 １．２・・・共振器ミラー ３・・・レーザ媒質４ａ・
・・ミラー角度調整機構 ４ｂ・・・ミラー間隔調整機構 ５・・・第２のレーザ発振器 ６ａ、 ６ｂ・・・入射光学系 ７，８・・・出射光
９・・・受光器 （σ） （ＨＡＮｔｙＥ ＩＮ 乙ＡＶｒ７′ｙＬＥＮｌｉＴＨ
＋（λｒｎ１２） （ｂン 第 図 （ａン （ｂ］ ＜Ｃ） 第 図
発明第２の実施例を示すブロック図、第３図も（ａ ）
は実施例に於ける、共振器間隔の変化に対する出射光の
強度変化の様子を示す波形図、第３図（ｂ）は出射光の
同様な変化の様子を示す波形図、第４図（ａ）、（ｂ）
、（ｃ）は第３図に示すような同調特性曲線が共振器ミ
ラーのアライメント状態によって、変化する様子を示し
た実測図、第５図は従来の技術によってレーザ共振器の
アライメント、同調調整を行う場合の例を示すブロック
図である。 １．２・・・共振器ミラー ３・・・レーザ媒質４ａ・
・・ミラー角度調整機構 ４ｂ・・・ミラー間隔調整機構 ５・・・第２のレーザ発振器 ６ａ、 ６ｂ・・・入射光学系 ７，８・・・出射光
９・・・受光器 （σ） （ＨＡＮｔｙＥ ＩＮ 乙ＡＶｒ７′ｙＬＥＮｌｉＴＨ
＋（λｒｎ１２） （ｂン 第 図 （ａン （ｂ］ ＜Ｃ） 第 図
Claims (1)
- レーザ媒質をはさんで互いに相対向する二枚の共振器
ミラーとこの共振器ミラーの角度と間隔を調整する調整
機構とを持つ第一のレーザ発振器と、第二のレーザ発振
器と、その出力光を第一のレーザの共振器の光軸方向へ
入射せしめる手段と、第一のレーザの共振器より出射す
る第二のレーザの出力光の強度を測定する受光器とから
成り、該出射光の干渉状態を検知し、所定の干渉状態を
得る如く第一レーザの共振器ミラー角度、間隔を調整制
御することを特徴とするレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28245788A JPH02129978A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28245788A JPH02129978A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | レーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129978A true JPH02129978A (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=17652673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28245788A Pending JPH02129978A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02129978A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756361A1 (en) * | 1995-07-21 | 1997-01-29 | Hewlett-Packard GmbH | Method and arrangement for adjusting a mirror to a laser resonator |
| JP2003166881A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Gigaphoton Inc | 波長検出装置及びそれを用いたレーザ装置 |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP28245788A patent/JPH02129978A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756361A1 (en) * | 1995-07-21 | 1997-01-29 | Hewlett-Packard GmbH | Method and arrangement for adjusting a mirror to a laser resonator |
| JP2003166881A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Gigaphoton Inc | 波長検出装置及びそれを用いたレーザ装置 |
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