JPH02260589A - 光導波路型赤外ラマンレーザ - Google Patents
光導波路型赤外ラマンレーザInfo
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- JPH02260589A JPH02260589A JP8069289A JP8069289A JPH02260589A JP H02260589 A JPH02260589 A JP H02260589A JP 8069289 A JP8069289 A JP 8069289A JP 8069289 A JP8069289 A JP 8069289A JP H02260589 A JPH02260589 A JP H02260589A
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- optical waveguide
- laser
- raman
- type infrared
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- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 43
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Landscapes
- Lasers (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は分子法レーザウラン濃縮用、重金属同位体分離
用に適した光導波路型赤外ラマンレーザに関するもので
ある。
用に適した光導波路型赤外ラマンレーザに関するもので
ある。
従来、分子法レーずウラン濃縮用、或いは重金属同位体
分離用の赤外長波長域のレーザとして、ＴＥＡ−Ｃｏ、
レーザ励起ラマンレーザが使用されてきた。例えば、Ｏ
Ｆ、等の重金属化合物同位体は中赤外から遠赤外にかけ
て強い吸収帯が存在するので、レーザ照射による同位体
分離のために中赤外から遠赤外にかけて発振波長が可変
であるパラ水素ラマンレーザを使用するのが有効であり
、第３図に示すようにパラ水素ラマンレーザ２０３にＴ
ＥＡ Ｃ０ｗレーザ光を照射して励起している。
分離用の赤外長波長域のレーザとして、ＴＥＡ−Ｃｏ、
レーザ励起ラマンレーザが使用されてきた。例えば、Ｏ
Ｆ、等の重金属化合物同位体は中赤外から遠赤外にかけ
て強い吸収帯が存在するので、レーザ照射による同位体
分離のために中赤外から遠赤外にかけて発振波長が可変
であるパラ水素ラマンレーザを使用するのが有効であり
、第３図に示すようにパラ水素ラマンレーザ２０３にＴ
ＥＡ Ｃ０ｗレーザ光を照射して励起している。
しかし、ラマン媒質は赤外域において利得が低いので、
その低利得を補うために現在ではマルチパスセルラ使用
している。マルチパスセルとは、第４図に示すように、
凹ミラー３０１と３０３間にラマン媒質を満たした共振
器の光軸に対して人射レーザ光３１１を角度をもたせて
入射させることにより、凹ミラー３０１と３０３の間で
反射を繰り返す光線のパスを順次変化させて光路を長く
すると共に、凹ミラー３０１と３０３における光線の反
射域が図の３０５．３０７の領域であるとしたときに、
ミラーの中間部における光線の通過領域図の３０９付近
で光線を周期的に集光させることにより、電界強度を非
常に強くさせて誘導ラマン効果による誘導散乱が生じ易
くしようとするものである。
その低利得を補うために現在ではマルチパスセルラ使用
している。マルチパスセルとは、第４図に示すように、
凹ミラー３０１と３０３間にラマン媒質を満たした共振
器の光軸に対して人射レーザ光３１１を角度をもたせて
入射させることにより、凹ミラー３０１と３０３の間で
反射を繰り返す光線のパスを順次変化させて光路を長く
すると共に、凹ミラー３０１と３０３における光線の反
射域が図の３０５．３０７の領域であるとしたときに、
ミラーの中間部における光線の通過領域図の３０９付近
で光線を周期的に集光させることにより、電界強度を非
常に強くさせて誘導ラマン効果による誘導散乱が生じ易
くしようとするものである。
しかしながら、このようなマルチパスセルは構造的、製
作上、また使用面に右いても高い精密性を必要とし、さ
らに振動等の問題のために設置場所も制限を受ける等の
問題があった。
作上、また使用面に右いても高い精密性を必要とし、さ
らに振動等の問題のために設置場所も制限を受ける等の
問題があった。
本発明は上記課題を解決するためのもので、小型化が可
能であり、高効率かつ安定に変換を起こさせることがで
き、また使用勝手がよくなり、かつレーザ自体に曲げ自
在等空間的自由度を大きく持たせることができる光導波
路型赤外ラマンレーザを提供することを目的とする。
能であり、高効率かつ安定に変換を起こさせることがで
き、また使用勝手がよくなり、かつレーザ自体に曲げ自
在等空間的自由度を大きく持たせることができる光導波
路型赤外ラマンレーザを提供することを目的とする。
そのために本発明は、フレキシビリティのある赤外低損
失光導波路中に液体または気体のラマン媒質を封入した
こと、光導波路への励起レーず光を入射させる入射レン
ズと、光導波路からの出力光の拡がりを制限する出射レ
ンズを有すること、光導波路を断熱材製中空管内に収納
し、該中空管と光導波路管を真空断熱したこと、光導波
路と断熱材製中空管の間に冷却剤を封入したことを特徴
とする。
失光導波路中に液体または気体のラマン媒質を封入した
こと、光導波路への励起レーず光を入射させる入射レン
ズと、光導波路からの出力光の拡がりを制限する出射レ
ンズを有すること、光導波路を断熱材製中空管内に収納
し、該中空管と光導波路管を真空断熱したこと、光導波
路と断熱材製中空管の間に冷却剤を封入したことを特徴
とする。
本発明の光導波路型赤外ラマンレーザは、赤外光に対し
て伝送効率の良い細い光導波路の中に液体または気体の
ラマン媒質を封入し、光導波路中にレーザ光を絞りこむ
ことにより電界強度を強くしてラマン効果による誘導散
乱を生じさせている。
て伝送効率の良い細い光導波路の中に液体または気体の
ラマン媒質を封入し、光導波路中にレーザ光を絞りこむ
ことにより電界強度を強くしてラマン効果による誘導散
乱を生じさせている。
また、細い光導波路が曲げ自在性を有しているために空
間的自由度を大きくし、また装置を小型化することがで
きる。さらに細い光導波路を断熱材製中空管内に収納し
、中空管との間に少量の冷却剤を入れて冷却することに
より利得を増加させることも可能となる。
間的自由度を大きくし、また装置を小型化することがで
きる。さらに細い光導波路を断熱材製中空管内に収納し
、中空管との間に少量の冷却剤を入れて冷却することに
より利得を増加させることも可能となる。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図、第２図は本発明の光導波路型赤外ラマンレーザ
を説明するための図で、図中、１００は赤外域低損失光
導波路、１０３はラマン媒質、１０５は断熱材製中空管
、１０７は冷却剤、１０９は入射レンズ、１１１は出射
レンズ、１１３は入射レーザ光、１１５は出射レーザ光
である。
を説明するための図で、図中、１００は赤外域低損失光
導波路、１０３はラマン媒質、１０５は断熱材製中空管
、１０７は冷却剤、１０９は入射レンズ、１１１は出射
レンズ、１１３は入射レーザ光、１１５は出射レーザ光
である。
本発明の光導波路型赤外ラマンレーザは、第１図に示す
ように、赤外域低損失光導波路１００と、入射レンズ１
０９、出射レンズ１１１から構成されている。赤外域低
損失光導波路１００は、第２図に示すように光伝播部に
液体または気体のラマン媒質が封入されている。そして
、ラマン媒質を封入した光導波路１００を適宜断熱材製
中空管１０５内に収納し、中空管１０５との間に冷却材
１Ｏ７を封入するか、真空にして断熱することによりラ
マン媒質を低温に維持することもできる。これは低温に
した方が基底状態の励起原子を多くすることができ、ラ
マン利得を大きくすることができるからである。なお、
ラマン媒質は水素ガス、液体窒素、メタノール、アルコ
ール等適宜使用する。また光導波路１００は：３＋ｓ径
以下のフレキシビリティのある細い管で構成する。
ように、赤外域低損失光導波路１００と、入射レンズ１
０９、出射レンズ１１１から構成されている。赤外域低
損失光導波路１００は、第２図に示すように光伝播部に
液体または気体のラマン媒質が封入されている。そして
、ラマン媒質を封入した光導波路１００を適宜断熱材製
中空管１０５内に収納し、中空管１０５との間に冷却材
１Ｏ７を封入するか、真空にして断熱することによりラ
マン媒質を低温に維持することもできる。これは低温に
した方が基底状態の励起原子を多くすることができ、ラ
マン利得を大きくすることができるからである。なお、
ラマン媒質は水素ガス、液体窒素、メタノール、アルコ
ール等適宜使用する。また光導波路１００は：３＋ｓ径
以下のフレキシビリティのある細い管で構成する。
このような構成において、入射レンズ１０９によりＣＯ
ｚレーザ、ＹＡＧレーザ等からの２〜７Ｊ／パルス程度
、あるいはそれ以下のエネルギを持つ赤外レーザ光を入
射レンズ１０９で集光し、ラマン媒質を封入した光導波
路１００の４〜６割程度のビーム径に絞って入射させる
。これは、入射光のビーム径が管径から決まるシングル
モード径に合わないと高次のモードが立ってモードのミ
スマツチが生じ、損失が大きくなるからである。
ｚレーザ、ＹＡＧレーザ等からの２〜７Ｊ／パルス程度
、あるいはそれ以下のエネルギを持つ赤外レーザ光を入
射レンズ１０９で集光し、ラマン媒質を封入した光導波
路１００の４〜６割程度のビーム径に絞って入射させる
。これは、入射光のビーム径が管径から決まるシングル
モード径に合わないと高次のモードが立ってモードのミ
スマツチが生じ、損失が大きくなるからである。
こうして細い光導波路１００にレーザ光を細く絞って入
射させることにより、電界強度が大きくなり、ラマン媒
質を封入した光導波路１００を伝播している間に誘導ラ
マン散乱を起こし、波長変換を生ずる。そして出射レン
ズ１１１により、光の拡がりが生じないようにして光導
波路１００から出射する。なお、ラマン媒質を封入した
光導波路１００の長さは封入される媒質、入射レーザ光
の波長及びパワー等により適当な長さに設定する。
射させることにより、電界強度が大きくなり、ラマン媒
質を封入した光導波路１００を伝播している間に誘導ラ
マン散乱を起こし、波長変換を生ずる。そして出射レン
ズ１１１により、光の拡がりが生じないようにして光導
波路１００から出射する。なお、ラマン媒質を封入した
光導波路１００の長さは封入される媒質、入射レーザ光
の波長及びパワー等により適当な長さに設定する。
また媒質の温度に関しては、媒質の特性によって、第２
図の二重構造にして冷却して用いるか常温で用いるか適
宜選択すればよい。
図の二重構造にして冷却して用いるか常温で用いるか適
宜選択すればよい。
このように、細いフレキシビリティのあるラマン媒質封
入光導波路を使用してここにレーザ光を絞って入射させ
ることにより、マルチパスセルを使用せずに赤外領域で
の利得が大きいラマンレーザを実現することができる。
入光導波路を使用してここにレーザ光を絞って入射させ
ることにより、マルチパスセルを使用せずに赤外領域で
の利得が大きいラマンレーザを実現することができる。
以上のように本発明によれば、ラマン媒質封入光導波路
を細いフレキシビリティのある管状のものとすることに
より、ラマン散乱を有効に生じさせることができ、また
曲げ自在性、空間自由度を向上させることができ、光導
波路を十分に長くしても装置全体として小型にすること
ができる。また、管を細くすることにより、断熱材製中
空管に収納し、中空管との間に少量の冷却材を入れるこ
とにより容易に冷却できるので、常温ではラマン、利得
の小さい媒質でも冷却によりラマン利得を上げて効率を
良くすることができる。また、その曲げ自在性を利用し
て建屋の壁等に設置する等により省スペースを達成する
ことが可能となる。
を細いフレキシビリティのある管状のものとすることに
より、ラマン散乱を有効に生じさせることができ、また
曲げ自在性、空間自由度を向上させることができ、光導
波路を十分に長くしても装置全体として小型にすること
ができる。また、管を細くすることにより、断熱材製中
空管に収納し、中空管との間に少量の冷却材を入れるこ
とにより容易に冷却できるので、常温ではラマン、利得
の小さい媒質でも冷却によりラマン利得を上げて効率を
良くすることができる。また、その曲げ自在性を利用し
て建屋の壁等に設置する等により省スペースを達成する
ことが可能となる。
第１図、第２図は本発明の光導波路型赤外ラマンレーザ
を示す図、第３図は従来のＴＥＡ−Ｃ０、レーザ励起ラ
マンレーザを示す図、第４図はマルチパスセルを説明す
るための図である。 １００・・・赤外域低損失光導波路、１０３・・・ラマ
ン媒質、１０５・・・断熱材製中空管、１０７・・・冷
却剤、１０９・・・入射レンズ、１１１・・・出射レン
ズ、１１３・・・入射レーザ光、１１５・・・出射レー
ザ光。 出 願 人 動力炉・核燃料開発事業団代理人弁理
士 蛭 川 昌 信（外５名）第１図 第２図 ←−−−−−丁−÷
を示す図、第３図は従来のＴＥＡ−Ｃ０、レーザ励起ラ
マンレーザを示す図、第４図はマルチパスセルを説明す
るための図である。 １００・・・赤外域低損失光導波路、１０３・・・ラマ
ン媒質、１０５・・・断熱材製中空管、１０７・・・冷
却剤、１０９・・・入射レンズ、１１１・・・出射レン
ズ、１１３・・・入射レーザ光、１１５・・・出射レー
ザ光。 出 願 人 動力炉・核燃料開発事業団代理人弁理
士 蛭 川 昌 信（外５名）第１図 第２図 ←−−−−−丁−÷
Claims (4)
- （１）フレキシビリティのある赤外低損失光導波路中に
液体または気体のラマン媒質を封入したことを特徴とす
る光導波路型赤外ラマンレーザ。 - （２）光導波路への励起レーザ光を入射させる入射レン
ズと、光導波路からの出力光の拡がりを制限する出射レ
ンズを有する請求項１記載の光導波路型赤外ラマンレー
ザ。 - （３）光導波路を断熱材製中空管内に収納し、該中空管
と光導波路管を真空断熱したことを特徴とする請求項１
または２記載の光導波路型赤外ラマンレーザ。 - （４）光導波路と断熱材製中空管の間に冷却剤を封入し
たことを特徴とする請求項３記載の光導波路型赤外ラマ
ンレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8069289A JPH02260589A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光導波路型赤外ラマンレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8069289A JPH02260589A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光導波路型赤外ラマンレーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260589A true JPH02260589A (ja) | 1990-10-23 |
Family
ID=13725383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8069289A Pending JPH02260589A (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 光導波路型赤外ラマンレーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02260589A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2394553A (en) * | 2002-10-25 | 2004-04-28 | Qinetiq Ltd | Raman optical waveguide with refractive index modified by ion implantation and fabrication method |
| JP2008243944A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Chube Univ | 多波長遠赤外レーザー発振方法および多波長遠赤外レーザー発振装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54994A (en) * | 1977-06-01 | 1979-01-06 | Us Government | Frequency shift infrared ray raman laser from infrared ray source |
| JPS55918A (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Linear deltam digital addition system |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP8069289A patent/JPH02260589A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54994A (en) * | 1977-06-01 | 1979-01-06 | Us Government | Frequency shift infrared ray raman laser from infrared ray source |
| JPS55918A (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Linear deltam digital addition system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2394553A (en) * | 2002-10-25 | 2004-04-28 | Qinetiq Ltd | Raman optical waveguide with refractive index modified by ion implantation and fabrication method |
| JP2008243944A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Chube Univ | 多波長遠赤外レーザー発振方法および多波長遠赤外レーザー発振装置 |
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