JPH0216782A - 狭帯域レーザ装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明はレーザ光を狭帯域化させるためのレーザ装置
に関する。

（従来の技術） レーザ光の狭帯域化には種々の方法があり、はそれぞれ
スリットまたはピンホールからなる通孔部２が穿設され
た規制部材３が配置されている。

一方の規制部材３には出力１１４が離間対向して配置さ
れ、他方の規制部材３には複数のプリズム５ａからなる
拡大光学系５を介して上記出力鏡４とで光共振器を形成
する回折格子６が配設されている。狭帯域化された光の
スペクトル幅Δλは、回折格子６の格子間隔を６１次数
をｍ１人射角をθとすると、 Δλ−２ｄ／ｍ−Ｃｏ５θＸ　２．４４Ｘλ／ωとなる
。ωは入射光の幅に相当し、Δλを小さくするために、
ωはなるべく大きい方がよい。

上記回折格子６はレーザ光の入射角と０次以外の回折光
の反射角がほぼ等しくなるように配置されている。そし
て、回折格子６の干渉現象によって強められる波長の光
が出力鏡４と回折格子６との間を往復することにより、
レーザ光が狭帯域化され、上記出力鏡４から発振される
ようになっている。

このような構成において、たとえば波長が２４８ｎＩｉ
のＫｒＦエキシマレーザの場合、第３図に示すように拡
大光学系５のプリズム５ａにおけるレーザ光りの入射角
ｉ１．屈折角１１　′、出射角Ｌ２、プリズム５ａの頂
角αおよび波長が２４８　ｒ＋ｍの光に対するプリズム
５ａの屈折率をｎとすると、これらには以下の関係があ
る。

すなわち、 ｓｉｎ　ｉ　、−ｎｓｉｎ　ｉ　１　”　　　・・・（
１）式ｓｉｎ　ｉ２−ｎｓｔｎ　ｉ２−　　−　（２）
式１２″−１１−α　　　・・・（３）式また、１つの
プリズム５ａの拡大率Ｅは以下のようになる。

２４８　ｎｍの光に対して一般的な光学部材である石英
をプリズムとして用い、Ｅ−３程度の拡大率を得ようと
すると、上記（１）〜（４）式によってプリズム５ａへ
の光の入射角１１は７５度程度となる。

レーザ光はプリズム面での反射率の違いによりＰ偏光と
なるが、その場合の反射率ρは、角度では十分な拡大率
が得られないことが多い。

そこで、入射角は一般にブリュースタ角よりも大きくな
るが、その場合（５）式から計算される反射率に応じて
ロスが生じる。たとえば、入射角が７５度の場合、約１
０％にもなる。すなわち、拡大光学系５に３つのプリズ
ム５ａを用いると、各プリズム５ａの入射面での反射し
てロスとなる光Ｌ′がそれぞれ１０％もあるので、共振
器内部でのレーザ光強度は （０，９）　３−０．７２９ となって、約２７％の損失となる。

このように大きな損失が生じるのを防止するには、拡大
光学系５の各プリズム５ａの入射面に反射防止膜をコー
ティングしなければならない。

コーティングしなければならないから、技術的に非常に
困難である。

たとえ、反射防止膜を高精度にコーティングできても、
エキシマレーザなどの高出力のレーザの場合、上記反射
防止膜がレーザ光を吸収してプリズム５ａの入射面で温
度分布が生じるから、それによって発振波長が変動する
ということがある。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の狭帯域レーザ装置は、拡大光学系を
構成するプリズムの入射面で反射するレーザ光がロスと
なり、共振器内部でのレーザ光の損失が大きくなる。そ
れを防止するためにプリズムの入射面に反射防止膜をコ
ーティングすると、そのコーティングを高精度に行なう
のが難しく、たとえ反射防止膜を高精度にコーティング
できても、その膜でレーザ光が吸収されて温度分布が生
じ、発振波長が変動してしまうということがある。

この発明は上記事情にもとずきなされたもので、その目
的とするところは、拡大光学系として用いられるプリズ
ムを、その入射面に反射防止膜をコーティングしなくと
も、レーザ光の出力損失を少なくすることができるよう
にした狭帯域レーザ装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用）上記課題を解決
するためにこの発明は、高反射鏡と回折格子との間に設
けられたレーザ励起部と、このレーザ励起部の両側近傍
の少なくとも一方に設けられレーザ光の光束を規制する
規制部材、上記レーザ励起部からのレーザ光を拡大して
上記回折格子に入射させるプリズムとを備え、上記プリ
ズムは、レーザ光が入射する入射面がそのレ−ザ光を所
定の出力結合率で取出すことができる角度で配置する。

それによって、上記プリズムの入射面で反射するレーザ
光がロスとなって出力の低下を招くことがないようにし
た。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を第１図を参照して説明する
。第１図に示す狭帯域レーザ装置はレーザ励起部１１を
備えている。このレーザ励起部１１は図示しないレーザ
媒質と、このレーザ媒質の励起手段とが設けられてなり
、この実施例で１４″ はたとえμ２４８　ｎｍの波長のレーザ光を出力するＫ
ｒＦエキシマレーザが用いられている。

上記レーザ励起部１１の両端にはそれぞれ規制部材１２
が配置されている。各規制部材１２にはスリットあるい
はピンホールからなる通孔部１３か穿設されている。

一方の規制部月１２側には高反射鏡１４が離間対向して
配置され、他方の規制部材１２側にはたとえば石英から
なる第１のプリズム１５と第２のプリズム１６とを介し
て回折格子１７が配置されている。そして、この回折格
子１７と上記高反射鏡１４とで光共振器を構成している
。

このような構成によると、レーザ励起部１１から出力さ
れたレーザ光は高反射鏡１４と回折格子１７との間で増
幅され、この回折格子１７によって狭帯域化されたレー
ザ光は第１のプリズム１５の入射面１５ａから取出され
る。

すなわち、上記第１のプリズム１５の入射面１５ａに入
射するレーザ光の入射角度を変えることでレーザ装置か
ら取出されるレーザ光の割合、つまり出力結合率を変え
ることができる。たとえば、５０％の出力結合率を得た
い場合には、上記（５）式より第１のプリズム１５の入
射面１５ａを８５度に設定すればよいことになる。その
際の拡大率Ｅは上記（４）式より約８．７倍となる。し
たがって、この第１のプリズム１５の拡大率Ｅは拡大率
が３倍の２つのプリズムに相当し、またプリズムによる
光のロスは第２のプリズム１６の入射面１６ａで反射す
る約１０％の光Ｌ゛だけになり、プリズムを３つ用いた
従来に比べてロスが約３分の１となるから、出力を約２
０％増加させることができる。

また、レーザ励起部１１から発振されるレーザ光を第１
のプリズム１５の反射面１５ａで反射させてレーザ光を
出力させるため、この反射面１５ａに反射防止膜をコー
ティングする必要がない。

さらに、第１のプリズム１５の入射面１５ａに入射する
レーザ光の入射角度を８５度としたことにより、このプ
リズム１５による拡大率Ｅが大きくなるから、従来に比
べてプリズムの数を少なくし、プリズムの屈折率の変動
によるレーザ光の波長の変動も少なくすることができる
。

なお、上記実施例ではプリズムを２つ用いたが、所望の
拡大率に応じて３個以上でもよいし、第１のプリズム１
つだけであってもよい。また、規制部材は一対設けたが
、どちらか一方であってもよい。

から出力され、規制部材を通過したレーザ光を拡大して
回折格子に導くプリズムの入射面を、この入射面からレ
ーザ光を所定の結合率で取出すことができる角度で配置
するようにした。したがって、従来のようにプリズムの
入射面で反射するレーザ光がロスとならず、出力となる
から、レーザ出力を増大させることができる。また、プ
リズムの入射面に反射防止膜をコニティングせずにすむ
から、製作が容易となるばかりか、反射防止膜によって
温度分布が生じてレーザ光の波長が変動するということ
も防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す装置全体の概略図、
第２図は従来の装置の概略図、第３図はプリズムにおけ
る一般的な光学特性の説明図で・・・高反射鏡、１５・
・・第１のプリズム、１５ａ・・・入射面、１７・・・
回折格子。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高反射鏡と回折格子との間に設けられたレーザ励起部
   と、このレーザ励起部の両側近傍の少なくとも一方に設
   けられレーザ光の光束を規制する規制部材と、上記レー
   ザ励起部からのレーザ光を拡大して上記回折格子に入射
   させるプリズムとを備え、上記プリズムは、レーザ光が
   入射する入射面がそのレーザ光を所定の出力結合率で取
   出すことができる角度で配置されていることを特徴とす
   る狭帯域レーザ装置。