JPH02214180A - コヒーレント光源 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は発振周波数の範囲が広く、かつ使用による劣化
のないコヒーレント光源に関するものである。

「従来の技術」 従来より、ＣＷ（連続）レーザ発振には、ＣＷ色素レー
ザ発振、ＣＷアレキサンドライトレーザ発撮、ＣＷチタ
ン添加サファイアレーザ発振などが知られている。この
うち、最もよく利用されるＣＷ色素レーザ発振は、励起
光に、アルゴンまたはクリプトンレーザを使用し、溶媒
に溶かした色素を薄い溶液膜状にノズルから噴射してこ
れを励起することによって発振させるものである。

「発明が解決しようとする課題」 色素レーザ発振に用いられる色素の発振波長の範囲は高
々１１００ｎで、−船釣には３０ｎｍ程度である。

そのため、従来は、数ＬＯＯｎｍの広い範囲をカバーす
るには多数の色素を必要とするという問題があった・ また、色素は使用により劣化するので、劣化しないよう
に１色素を循環させる必要があり、装置が大型になる０
色素循環装置を使用しても劣化は避けられないので、一
定期間毎に色素を交換する必要があるという問題があっ
た。

本発明は広い発振波長範囲をカバーでき、しかも使用に
よっても劣化しないか、劣化しにくいものを得ることを
目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明はレーザ発振器と、その両側のレーザ光軸上のミ
ラーとによってＣＷレーザ共振器を構成し、前記ミラー
間のキャビティー内に、光パラメトリック発振によって
波長変換する非線形光学結晶を配置してなるものである
。

「作用」 レーザ発振器から出力したレーザ光はこのレーザ発振器
の両側のミラー間で共振する。この共振したレーザ光で
非線形光学結晶が励起され、光パラメトリック発振によ
って元の波長と異なる２種類の波長の光が発生する。非
線形光学結晶を回転して入射光の角度を変えると発生し
た光の波長も連続的にしかも広範囲に変化する。

「実施例」 以下１本発明の詳細な説明する。

第１図において、（７）はＣＷレーザ発振器である。こ
のレーザ発振器（７）はアルゴン管、クリプトン管、Ｙ
ＡＧなどのうち発振波長、出力その他使用目的に応じて
選択される。

前記レーザ発振器（７）の両側のレーザ光軸上には発振
波長λｐを１００％反射する第１、第５ミラー（１）（
５）が配置されて、ＣＷレーザ光λＰの共振器（８）が
構成されている。この第１．第５ミラー（１）（５）の
間には、光軸を９０度屈折せしめる第３ミラー（３）が
配置される。この第３ミラー（３）と第５ミラー（５）
の間には非線形光学結晶（９）が配置されている。この
非線形光学結晶（９）は、具体的にはＫＴｉＯＰＯ，（
ＫＴＰという）、ＫＮｂｏｏ、、β−ＢａＢ２０いＫＤ
Ｐ、ＫＤ”　Ｐなどが用いられ、また、その両側の光軸
上には第４、第２ミラー（４）（２）が配置され、発生
した光λＳとλｊの共振器（１０）が構成されている。

ここで、レーザ発振器（７）をアルゴン管とし、非線形
光学結晶（９）をＫＴＰとしたものとする。

また、第１、第２、第３．第４、第５ミラー（１）（２
）　（３）　（４）　（５）は次の第１表のような特性
を有するものが用いられたものとする。

第１表 このような構成において、アルゴン管（７）から波長λ
ｐ（５１４，５ｎｍ）のＣＷレーザ光が発生し、第１、
第３．第５ミラー（１）　（３）　（５）で構成される
共振器（８）内でλｐが１．００％反射して共振してい
る。このλｐのレーザ光はＫ　Ｔ　Ｐ　（９）を励起し
、光パラメトリック増幅させ、発生する光λＳとλｉを
第４、第２ミー（４）（２）間で発振させる。なお、λ
Ｐ、λＳ、λｉの間にはエネルギー保存則に従って次式
の関係が成り立つ。

ここで励起光がＫ　Ｔ　Ｐ　（９）に入射する方位を第
５図に示すように定めると、φ＝０の場合、λＳとλｉ
はθに依存して第６図に示すような特性となった。この
とき、λｐとλｉの偏光方向はＺ軸に垂直、λＳはＺ軸
に平行である。

Ｋ　Ｔ　Ｐ　（９）を回転させてθを変化させると、Ｋ
Ｔ　Ｐ　（９）内ではそのときのθに対応したλ９、λ
ｊが発生し、これが第４、第２ミラー（４）（２）で構
成される共振器（１０）で共振し、増幅発振する。第４
ミラー（４）はλＳとλｉを２０％透過し、第３ミラー
（３）はλＳとλｉを１００％透過するので、出力とし
てλＳとλｊが得られる。このλＳとλｉは具体的には
第６図に示すようにＫ　Ｔ　Ｐ　（９）のＯの変化によ
り６００〜２５００ｎｍの広範囲で発振させることがで
きる。

第１図において、λｐはＫ　Ｔ　Ｐ　（９）への入射光
と出射光が互いに平行であるため、第２ミラー（２）を
凹面ミラーとするか、および／または第１図の鎖線で示
すような集光レンズ（１１）を介在させることによって
λＳとλｉの入射光と出射光が不平行となって乱れるの
を防止できる。

また、第２ミラー（２）と第５ミラー（５）として次の
第２表のミラー（２ａ）　（５ａ）を用いることによっ
て第２図に示すように逆に配置することもできる。

第２表 第１図では、第１、第２ミラー（１）（５）のＣＷレー
ザ共振器（８）を第３ミラー（３）で９０度屈折して。

この第３ミラー（３）からλＳとλｉを出力せしめた。

しかしＣＷレーザ共振器（８）を第３図に示すように直
線的に配置することもできる。この場合、第１、第５ミ
ラー（１）　（５）を用いる他、次の第３表に示すよう
な第２ミラー（２ｂ）と、ＣＷレーザ発振器（７）とＫ
ＴＰ結晶（９）の間に第６ミラー（６）を用いる。

第３表 「発明の効果」 本発明は上述のように構成したので、発振波長の広い範
囲をカバーできる。ちなみに、アルゴンレーザの５１４
．５ｎｍでＫＴＰを励起することによって７００〜２５
００ｎｍの範囲で同調できる波長可変なコヒーレント発
振が実現できる。これによって分子の振動状態の測定や
光通信などに応用できる。また、色素レーザを用いる必
要がないので色素の劣化や発振効率の変化の問題がなく
、装置も小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコヒーレント光源の第１実施例を
示す説明図、第２図は第２、第５ミラーの他の例の説明
図、第３図は本発明の第２実施例を示す説明図、第４図
は第２．第５ミラーの具体的説明図、第５図はＫＴＰの
入射方位の説明図。 第６図は発生した光の特性図である。 （１）　（２）　（２ａ）　（２ｂ）　（３）　（４）
　（５）　（５ａ）　（６）−ミラー、（７）・ＣＷレ
ーザ発振器、（８）・・・λｐの共振器、（９）・・・
ＫＴＰ結晶、　（１０）−・・λＳ、λｉの共振器、（
１１）−・・集光レンズ。 第　　１ 図 一一一″４佛器１０（λ５．λ訓）−一第　　３ 図 暑 第　　４ 図 第 図 第 図 Ｏ→

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ発振器と、その両側のレーザ光軸上のミラ
   ーとによってＣＷレーザ共振器を構成し、前記ミラー間
   のキャビティー内に、光パラメトリック発振によって波
   長変換する非線形光学結晶を配置してなることを特徴と
   するコヒーレント光源。
2. （２）非線形光学結晶により発生する光の共振器として
   凹面ミラーを用いてなる請求項（１）記載のコヒーレン
   ト光源。
3. （３）非線形光学結晶を回転して発生する光の波長を連
   続的に変化せしめてなる請求項（１）または（２）記載
   のコヒーレント光源。
4. （４）レーザ発振器としアルゴン管を用い、非線形光学
   結晶としてＫＴＰを用いてなる請求項（１）（２）また
   は（３）記載のコヒーレント光源。