JPH02130974A - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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- JPH02130974A JPH02130974A JP28384688A JP28384688A JPH02130974A JP H02130974 A JPH02130974 A JP H02130974A JP 28384688 A JP28384688 A JP 28384688A JP 28384688 A JP28384688 A JP 28384688A JP H02130974 A JPH02130974 A JP H02130974A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 15
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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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）
本発明はレーザ発振装置に関し、特に多重光路を用いる
大出力のコンパクトなレーザ発振装置に関する。
大出力のコンパクトなレーザ発振装置に関する。
（従来の技術）
第６図に従来の多重光路のレーザ発振装置の例を示す、
第６図は多重光路を用いるレーザビームであろが、（Ａ
ｐｐｌｉ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌａｔｔ−ｅ ｖｏｌ、、
ＮＬｌｌｏ。
第６図は多重光路を用いるレーザビームであろが、（Ａ
ｐｐｌｉ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌａｔｔ−ｅ ｖｏｌ、、
ＮＬｌｌｏ。
ｐ４８Ｑ （１０７２））、内を真空に排気した後、所
定圧力までレーザガスを充填する１次に図示されてはい
ないが２例えばマイクロ波のような放電励起手段がこの
真空容器内に導入されるので、グロー放電２が真空容器
１内に形成される、内部に充填されているレーザガスが
励起される。
定圧力までレーザガスを充填する１次に図示されてはい
ないが２例えばマイクロ波のような放電励起手段がこの
真空容器内に導入されるので、グロー放電２が真空容器
１内に形成される、内部に充填されているレーザガスが
励起される。
３は図示されていないが、外部のレーザ発振器より供給
された弱いレーザ光であり、−群の光専入部ｎ４によっ
て、入射真空窓５を通過するレーザ光６となって真空容
器１内に入射する。入射したレーザ光６は対向する二群
のミラー７及び８によって、多重反射される。多重反射
する過程でグロー放電２により励起されたレーザガスに
より増幅されたレーザ光は強力なレーザ光９となって。
された弱いレーザ光であり、−群の光専入部ｎ４によっ
て、入射真空窓５を通過するレーザ光６となって真空容
器１内に入射する。入射したレーザ光６は対向する二群
のミラー７及び８によって、多重反射される。多重反射
する過程でグロー放電２により励起されたレーザガスに
より増幅されたレーザ光は強力なレーザ光９となって。
出射用真空窓１０より外部に取出され使用に供される。
（発明が解決しようとする課題）
上記の従来の多重光路レーザビームは勿論、し−ザ発振
器に於ける大きな課題は、平面ミラーに於ける局部共振
器の形成と、レーザ発振効率の低下や光学部品の損傷で
ある。
器に於ける大きな課題は、平面ミラーに於ける局部共振
器の形成と、レーザ発振効率の低下や光学部品の損傷で
ある。
即ち第７図に於いて入射レーザビームは多重反射するが
、二群のミラー７及び８で、例えば、部分ミラー７Ｉと
８２とで形成される部分Ａ及び部分ミラー７１と８１と
で形成される部分Ｂは、それぞれのミラーが互いに向合
っているので、部分Ａ及びＢは一種の光共振器を形成す
る。従ってこの部分でレーザ発振が発生し、このΔ及び
Ｂ部分の放電により励起されたレーザガスは脱励起され
てしまい、有効に作用しないばかりでなく、いわゆる寄
生発振により発生した望ましくないレーザ光により、ミ
ラー７１．８１及び８２等が損傷を被るという不具合ま
でもが発生する。従って寄生発振は極力抑制するか、除
去することが必要である。
、二群のミラー７及び８で、例えば、部分ミラー７Ｉと
８２とで形成される部分Ａ及び部分ミラー７１と８１と
で形成される部分Ｂは、それぞれのミラーが互いに向合
っているので、部分Ａ及びＢは一種の光共振器を形成す
る。従ってこの部分でレーザ発振が発生し、このΔ及び
Ｂ部分の放電により励起されたレーザガスは脱励起され
てしまい、有効に作用しないばかりでなく、いわゆる寄
生発振により発生した望ましくないレーザ光により、ミ
ラー７１．８１及び８２等が損傷を被るという不具合ま
でもが発生する。従って寄生発振は極力抑制するか、除
去することが必要である。
本発明は以上に鑑みて多重光路を可能とする少なくとも
一対の平面ミラーを用い、しかも寄生発振を除去したコ
ンパクトなレーザ発振装置を提供しようとするものであ
る。
一対の平面ミラーを用い、しかも寄生発振を除去したコ
ンパクトなレーザ発振装置を提供しようとするものであ
る。
（ｌｌ１８を解決するための手段及び作用）第２図に示
したのは本発明の光共振器の原理説明図である。即ち、
第２図（、）に於いて、レーザ光１は一対の平面ミラー
３及び４とで構成された光共振器２内に入射する。ここ
でレーザ光は４間反射したところで、光共振器２を飛出
し全反射ミラー５で反射されて、元の経路をたどり出発
点に戻り、半透過ミラー６の作用により、一部がここで
反射されて最初の経路をたどり、残りは半透過ミラー６
を通過して、外部へのレーザ光７として取出され実用に
供される。この時、明らかに一対の平面ミラー３と４間
の部分Δは光共振器を形成する可能性がある。しかるに
この光共振器は第２図（ａ）でミラー４と紙面との交線
を軸として、第２図（ｂ）に示した様にＯだけ回転させ
であるので、効果的に寄生発振器の形成を除去出来る。
したのは本発明の光共振器の原理説明図である。即ち、
第２図（、）に於いて、レーザ光１は一対の平面ミラー
３及び４とで構成された光共振器２内に入射する。ここ
でレーザ光は４間反射したところで、光共振器２を飛出
し全反射ミラー５で反射されて、元の経路をたどり出発
点に戻り、半透過ミラー６の作用により、一部がここで
反射されて最初の経路をたどり、残りは半透過ミラー６
を通過して、外部へのレーザ光７として取出され実用に
供される。この時、明らかに一対の平面ミラー３と４間
の部分Δは光共振器を形成する可能性がある。しかるに
この光共振器は第２図（ａ）でミラー４と紙面との交線
を軸として、第２図（ｂ）に示した様にＯだけ回転させ
であるので、効果的に寄生発振器の形成を除去出来る。
即ちｆｆ１２図（ａ）を矢印Ａの方向から見た第２図（
ｂ）に示した様に、レーザ光１はミラー３で反射され１
次にミラー４で反射される。さらにミラー３で再び反射
されて、ミラー４で、又１反射される。この時、ミラー
４がθだけ傾けであるので。
ｂ）に示した様に、レーザ光１はミラー３で反射され１
次にミラー４で反射される。さらにミラー３で再び反射
されて、ミラー４で、又１反射される。この時、ミラー
４がθだけ傾けであるので。
レーザ光は反射される度に第２図（ｂ）に示したように
、２θ、４θ、・・・とビームの傾斜が拡大して行く。
、２θ、４θ、・・・とビームの傾斜が拡大して行く。
一対の平面ミラーで構成された光共振器２をレーザビー
ムが外れた時、全反射ミラー５によってレーザ光は元の
方向に反射される。即ちレーザビームと全反射ミラーと
は垂直となる様に調節されている。従ってレーザ光は元
の経路を通り、半透過ミラー６に到達する。この半透過
ミラーでレーザ光は一部が反射されて、再び同一経路を
たどり、この間に光共振器２内に満たされた励起された
レーザガスにより増幅される。一方、半透過ミラー６を
出た光はレーザ光７として外部に取出され、実用に供さ
れる。
ムが外れた時、全反射ミラー５によってレーザ光は元の
方向に反射される。即ちレーザビームと全反射ミラーと
は垂直となる様に調節されている。従ってレーザ光は元
の経路を通り、半透過ミラー６に到達する。この半透過
ミラーでレーザ光は一部が反射されて、再び同一経路を
たどり、この間に光共振器２内に満たされた励起された
レーザガスにより増幅される。一方、半透過ミラー６を
出た光はレーザ光７として外部に取出され、実用に供さ
れる。
しかるに一対の光共振器２内に生じる寄生発振について
は、第２図（ｂ）の様に反射を繰返す毎に。
は、第２図（ｂ）の様に反射を繰返す毎に。
ビームが傾斜して行き光共振器を外れて行く。しかもこ
の寄生発振については全反射ミラーは作用しないから、
結局、寄生発振条件が成立しないことが分る。
の寄生発振については全反射ミラーは作用しないから、
結局、寄生発振条件が成立しないことが分る。
この様にして寄生発振が完全に除去され、しかも対向し
た平面ミラーを用いることが出来るので、多重光路の採
用によりコンパクトな大出力レーザの提供が可能となる
ことが分る。
た平面ミラーを用いることが出来るので、多重光路の採
用によりコンパクトな大出力レーザの提供が可能となる
ことが分る。
（実施例）
第１図に本発明の実施例を示す、第１図に於いてｌは真
空容器であり、内部は嘉真空に排気した後、数１０ Ｔ
ｏｒｒの圧力にレーザガスが充填されている。２は放電
部を形成している導波管であって、ここで示した実施例
は本発明を適用するに当たって最適なマイクロ波放電に
よるレーザ励起に応用した場合を示したものである。真
空容器内部のレーザガスは送風機３により、配管４を介
して矢印５の方向に＠環駆動されている。配管の途中に
は冷却器６が配設されており、放電により品温となった
レーザガスを冷却している。７はマイクロ波発振器であ
り、石英ガラス等で構成された圧力隔壁８を通して導波
管９にマイクロ波を破線で示した矢印ＩＯの様に射出し
ている。
空容器であり、内部は嘉真空に排気した後、数１０ Ｔ
ｏｒｒの圧力にレーザガスが充填されている。２は放電
部を形成している導波管であって、ここで示した実施例
は本発明を適用するに当たって最適なマイクロ波放電に
よるレーザ励起に応用した場合を示したものである。真
空容器内部のレーザガスは送風機３により、配管４を介
して矢印５の方向に＠環駆動されている。配管の途中に
は冷却器６が配設されており、放電により品温となった
レーザガスを冷却している。７はマイクロ波発振器であ
り、石英ガラス等で構成された圧力隔壁８を通して導波
管９にマイクロ波を破線で示した矢印ＩＯの様に射出し
ている。
導波管は放電部２で図示した様に断面が縮小しているの
で、マイクロ波電界強度が強まるので、この部分にグロ
ー放電が形成される。
で、マイクロ波電界強度が強まるので、この部分にグロ
ー放電が形成される。
１１は全反射ミラーであり、１２は半透過ミラーである
。１３及び１４は本発明の一対の平面ミラーであり、こ
れら４個のミラーで光共振器を形成しており、５本のレ
ーザ光の光路１５．１６．１？、 １８．１９が形成さ
れている。一対の平面ミラー１３．１４と全反射ミラー
は第２図で示した配置と機能を有しているので、レーザ
光に対しては光共振器として作用するが、寄生発振に対
しては共振器条件を満足しないので効果的なレーザ励起
が行われるので、外部にレーザ光２０が取出される。
。１３及び１４は本発明の一対の平面ミラーであり、こ
れら４個のミラーで光共振器を形成しており、５本のレ
ーザ光の光路１５．１６．１？、 １８．１９が形成さ
れている。一対の平面ミラー１３．１４と全反射ミラー
は第２図で示した配置と機能を有しているので、レーザ
光に対しては光共振器として作用するが、寄生発振に対
しては共振器条件を満足しないので効果的なレーザ励起
が行われるので、外部にレーザ光２０が取出される。
ところで平面ミラーを角度θだけ傾けて効果的なレーザ
励起を行わせる為には、つぎの様な制限が角度θには必
要である。
励起を行わせる為には、つぎの様な制限が角度θには必
要である。
１００ μｒａｄ≦θ ≦０．２ ｒａｄこの理由は次
の通りである。即ち、先ず上限については本発明が複数
光路を用いるものであり。
の通りである。即ち、先ず上限については本発明が複数
光路を用いるものであり。
少なくとも３光路を採った時、光共振器間の距離の半分
程度のずれと言う条件より、第３図（ａ）の様に得られ
ることが分る。
程度のずれと言う条件より、第３図（ａ）の様に得られ
ることが分る。
一方、下限については寄生発振器の発振限界から決めた
もので、その主旨を第３図（ｂ）で述べる６即ち、通常
の光共振器長５０ａａ稈度のレーザ装置を考える。マイ
クロ波放電による放電部の小信号利得を０．２％／ａｍ
とすると、寄生振動の発振は利得が１以−ヒとなる距離
であり、これをＬ（１）とすると。
もので、その主旨を第３図（ｂ）で述べる６即ち、通常
の光共振器長５０ａａ稈度のレーザ装置を考える。マイ
クロ波放電による放電部の小信号利得を０．２％／ａｍ
とすると、寄生振動の発振は利得が１以−ヒとなる距離
であり、これをＬ（１）とすると。
Ｌ＝１÷（０，００２１／ａｎ） ＝ ５００ （ｃｍ
）となる、従って折返しで寄生発振光が１ｏ回放電部を
通ると、寄生発振が生ずる。従ってθ傾斜したミラーで
５回反射されることになるので次式となる。
）となる、従って折返しで寄生発振光が１ｏ回放電部を
通ると、寄生発振が生ずる。従ってθ傾斜したミラーで
５回反射されることになるので次式となる。
θ≦」−・」し
６０ Ｌ
ミラー直径を２１とすると ０≦」−・ヨＬ＝０．６鵬
ｒａｄとなる。実用的にはさらにビームが小さい場合を
考えて０．１ ＋ｍｒａｄ程度となる。
ｒａｄとなる。実用的にはさらにビームが小さい場合を
考えて０．１ ＋ｍｒａｄ程度となる。
本実施例により効果的なレーザ光の励起が行われ、しか
も平面ミラーを対向させることが出来るから、大出力の
レーザをコンパクトに構成出来ることが分る。特に本発
明を適用した実施例の様にマイクロ波をレーザ励起に応
用する場合には、第１図に示した様に放電部は断面形状
が長方形となるのが普通である。従って、この様な場合
に本発明を適用することは放電部の励起エネルギを有効
に利用出来、又、コンパクトに光共振器を構成すること
が可能となる。
も平面ミラーを対向させることが出来るから、大出力の
レーザをコンパクトに構成出来ることが分る。特に本発
明を適用した実施例の様にマイクロ波をレーザ励起に応
用する場合には、第１図に示した様に放電部は断面形状
が長方形となるのが普通である。従って、この様な場合
に本発明を適用することは放電部の励起エネルギを有効
に利用出来、又、コンパクトに光共振器を構成すること
が可能となる。
第４図のブロック図に示した様に本発明は一対の平面ミ
ラーを用いるものであるが、光のモードに応じて角度θ
を変化させるもので、第５図に示した様に、任意のモー
ドのレーザ光が得られることが分る。
ラーを用いるものであるが、光のモードに応じて角度θ
を変化させるもので、第５図に示した様に、任意のモー
ドのレーザ光が得られることが分る。
以上に述べた様に本発明により、多重光路が簡単な一対
の平面ミラーで得られることが分るので、任意のモード
、即ちビー１１性能の光をコンパクトな装置で得ろこと
が出来ろことが分る。さらにはマイクロ波によるレーザ
励起の様に、励起部分の形状が偏平となり、複数光路が
不可欠に近い場合に有力なものと成ることが分る。
の平面ミラーで得られることが分るので、任意のモード
、即ちビー１１性能の光をコンパクトな装置で得ろこと
が出来ろことが分る。さらにはマイクロ波によるレーザ
励起の様に、励起部分の形状が偏平となり、複数光路が
不可欠に近い場合に有力なものと成ることが分る。
第１図は本発明の光共振器を用いたレーザ発振器の斜視
図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の光共振器の原
理を示す説明図、第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明の適
用限界を説明する図、第４図は本発明の他の実施例を示
す構成図、第５図（ａ）、 （ｂ）はこの他の実施例を
用いたレーザ発振器からの出力レーザ光の特性図、第６
図は従来の光共振器を用いたレーザビームの構成図、第
７図は従来例の不具合を説明する説明図である。 １・・・真空容器、 ２・・・放電部３・・・送
風器、 ４・・・配管５・・・レーザガスの流
れ、６・・・冷却器７・・・マイクロ波発振器 ８・・・マイクロ波用真空窓 ９・・・導波管、 １０・・・マイクロ波１１
・・・全反射ミラー １２・・・半透過ミラー １３゜ １４・・・平面ミラー １５゜ １６゜ １７゜ １８゜ １９・・・レーザ光 ２０・・・出力レーザ光
図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の光共振器の原
理を示す説明図、第３図（ａ）、 （ｂ）は本発明の適
用限界を説明する図、第４図は本発明の他の実施例を示
す構成図、第５図（ａ）、 （ｂ）はこの他の実施例を
用いたレーザ発振器からの出力レーザ光の特性図、第６
図は従来の光共振器を用いたレーザビームの構成図、第
７図は従来例の不具合を説明する説明図である。 １・・・真空容器、 ２・・・放電部３・・・送
風器、 ４・・・配管５・・・レーザガスの流
れ、６・・・冷却器７・・・マイクロ波発振器 ８・・・マイクロ波用真空窓 ９・・・導波管、 １０・・・マイクロ波１１
・・・全反射ミラー １２・・・半透過ミラー １３゜ １４・・・平面ミラー １５゜ １６゜ １７゜ １８゜ １９・・・レーザ光 ２０・・・出力レーザ光
Claims (1)
- 放電励起レーザ等に於いて用いられる複数のミラーで構
成された光共振器を有するレーザ発振装置に於いて、多
重光路を形成させる為、少なくとも一対の平面ミラーを
用いる前記の光共振器に於いて、前記平面ミラーを、レ
ーザビームの伝搬方向に対しては平行であり、伝搬方向
に垂直な方向に対しては傾けた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 |
|---|---|---|---|
| JP28384688A JPH02130974A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28384688A JPH02130974A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | レーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02130974A true JPH02130974A (ja) | 1990-05-18 |
Family
ID=17670923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28384688A Pending JPH02130974A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02130974A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006173419A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 非平行平面鏡対を用いた超短パルスレーザー発振器 |
| JP2011159932A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレーザ増幅装置およびその光軸調整方法 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP28384688A patent/JPH02130974A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006173419A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 非平行平面鏡対を用いた超短パルスレーザー発振器 |
| JP2011159932A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | ガスレーザ増幅装置およびその光軸調整方法 |
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