JPH02263485A - 同位体分離用レーザ装置 - Google Patents
同位体分離用レーザ装置Info
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- JPH02263485A JPH02263485A JP8539689A JP8539689A JPH02263485A JP H02263485 A JPH02263485 A JP H02263485A JP 8539689 A JP8539689 A JP 8539689A JP 8539689 A JP8539689 A JP 8539689A JP H02263485 A JPH02263485 A JP H02263485A
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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
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は同位体分離用レーザー装置に関する。
（従来の技術）
従来の同位体分離用レーザー装置としては、平均出力が
高いことから銅蒸気レーザーとポンプレ−ザーとしての
エキシマダイレーザーとを組み合わせたものが用いられ
ている。
高いことから銅蒸気レーザーとポンプレ−ザーとしての
エキシマダイレーザーとを組み合わせたものが用いられ
ている。
しかし、銅蒸気レーザーは１５００°Ｃという高温下で
使用されるため、断熱材を適宜交換しなければならない
こと、金属蒸気が器壁等へ付着して放電が不安定になり
易いので適宜除去しなければならないこと等メンテナン
スが厄介である。更に、エキシマレーザ−はレーザー光
源にハロゲンガスを用いるため電極の寿命が短いこと及
びハロゲンガスにより作業者の健康が害される危険性が
あること等の問題点がある。
使用されるため、断熱材を適宜交換しなければならない
こと、金属蒸気が器壁等へ付着して放電が不安定になり
易いので適宜除去しなければならないこと等メンテナン
スが厄介である。更に、エキシマレーザ−はレーザー光
源にハロゲンガスを用いるため電極の寿命が短いこと及
びハロゲンガスにより作業者の健康が害される危険性が
あること等の問題点がある。
また、他の波長可変用レーザーとしては色素レーザーが
ある。色素レーザは溶媒であるアルコールに溶かして使
用するが、色素の寿命が短く且つ溶媒としてアルコール
を使用するため危険物の取り扱いの対象となるなどの多
くの欠点を有する。
ある。色素レーザは溶媒であるアルコールに溶かして使
用するが、色素の寿命が短く且つ溶媒としてアルコール
を使用するため危険物の取り扱いの対象となるなどの多
くの欠点を有する。
一方、同位体分離用レーザとしてチタンサファイアレー
ザー等の固体レーザーを用いる研究が各種なされている
。チタンサファイアレーザーを用いる場合、大出力を得
るにはホンプレーザー自体の出力を上げる必要がある。
ザー等の固体レーザーを用いる研究が各種なされている
。チタンサファイアレーザーを用いる場合、大出力を得
るにはホンプレーザー自体の出力を上げる必要がある。
その方法の一つとしてフラッシュランプでボンピングす
る方法が考えられるが、チタンサファイアは上準位の寿
命が短いのでフラッシュランプによるボンどングは困難
である。まＩ；、高出力の固体レーザーによってポンピ
ングする方法が考えられるが、強度の高いレーザーをチ
タンサファイアに照射した場合、チタンサファイアが損
傷を起こすという問題がある。
る方法が考えられるが、チタンサファイアは上準位の寿
命が短いのでフラッシュランプによるボンどングは困難
である。まＩ；、高出力の固体レーザーによってポンピ
ングする方法が考えられるが、強度の高いレーザーをチ
タンサファイアに照射した場合、チタンサファイアが損
傷を起こすという問題がある。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、寿
命が極め′て長く且つメインテナンスが不要でしかも発
振効率の高い同位体分離用レーザ装置を提供することを
目的とする。
命が極め′て長く且つメインテナンスが不要でしかも発
振効率の高い同位体分離用レーザ装置を提供することを
目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成すべく、本発明のレーザー装置において
は、チタンサファイアレーザーをＹＡＧレーザー若しく
はＮｄ、ＣｒドープのＧＳＧＧ（Ｇｄ、Ｓｃ、Ｇａ、０
．、）レーザーでボンピングする構成とし、該ＹＡＧレ
ーザー若しくはＮｄ、ＣｒドープのＧＳＧＧレーザーの
後段＋、／＜ルス整形器及び／又はランダム７エーズシ
フターを設けたことを特徴とする。
は、チタンサファイアレーザーをＹＡＧレーザー若しく
はＮｄ、ＣｒドープのＧＳＧＧ（Ｇｄ、Ｓｃ、Ｇａ、０
．、）レーザーでボンピングする構成とし、該ＹＡＧレ
ーザー若しくはＮｄ、ＣｒドープのＧＳＧＧレーザーの
後段＋、／＜ルス整形器及び／又はランダム７エーズシ
フターを設けたことを特徴とする。
（作用）
本発明のレーザ装置においては、ポンプレーザとしてＮ
ｄ：ＹＡＧレーザ又はＮｄ−Ｃｒ：ＧＳＧＧ（ＧｄｓＳ
ｃ２Ｇｓ３０．２）レーザを用いる。また、該ポンプレ
ーザを励起するレーザとしてＧａＡｓ（Ａりなどの半導
体レーザ（単体又はアレー素子）を用いる。また、波長
可変レーザーとしてはチタンサファイアレーザーの他、
アレクサンドライトレーザーを用いることもできる。
ｄ：ＹＡＧレーザ又はＮｄ−Ｃｒ：ＧＳＧＧ（ＧｄｓＳ
ｃ２Ｇｓ３０．２）レーザを用いる。また、該ポンプレ
ーザを励起するレーザとしてＧａＡｓ（Ａりなどの半導
体レーザ（単体又はアレー素子）を用いる。また、波長
可変レーザーとしてはチタンサファイアレーザーの他、
アレクサンドライトレーザーを用いることもできる。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。
る。
第１図は、本発明のレーザー装置の実施例の概要を示す
。図中、１はポンプレーザー発振部を示す。本実施例に
おいては、ポンプレーザーとしてＱスイッチＹＡＧレー
ザー（ＩＤＨｚ、５０ｍＪ／パルス）を用いた。
。図中、１はポンプレーザー発振部を示す。本実施例に
おいては、ポンプレーザーとしてＱスイッチＹＡＧレー
ザー（ＩＤＨｚ、５０ｍＪ／パルス）を用いた。
ポンプレーザー発振部１からレーザー光は第２高調波発
生装置２によって波長が１ 、０６μから５３２ａｍに
変換される。このようにして増幅且つ波長変換されたレ
ーザー光はパルス整形器３に導入されてパルス波形が整
形される。
生装置２によって波長が１ 、０６μから５３２ａｍに
変換される。このようにして増幅且つ波長変換されたレ
ーザー光はパルス整形器３に導入されてパルス波形が整
形される。
第２図はパルス整形器３の詳細を示す図である。
パルス整形器３においては、入射光の半分がハーフミラ
−４を通してミラー５で全反射されることによって波形
整形される。その結果、変動の激しい入射ビームはスム
ーズなビームとなる。
−４を通してミラー５で全反射されることによって波形
整形される。その結果、変動の激しい入射ビームはスム
ーズなビームとなる。
波形整形されたビームは、更にランダムフェーズシフタ
６に導入されて空間モードが調整される。
６に導入されて空間モードが調整される。
ランダムシフタ６は、ポンピングに必要な強度の多数の
スポットが無数に発生するように設計されている。
スポットが無数に発生するように設計されている。
このようにして波形整形され且つ空間モード調整された
レーザー光は、レンズ７によって集光され波長可変レー
ザー発振部８に導入される。本発明においては、波長可
変レーザーとしてチタンサファイアレーザー９を使用し
、波長可変機構としてグレージングインシデンスグレー
ティング機構１０を採用している。これによって、同位
体分離に要求される極めて狭いライン幅のレーザー光を
モ−ドホップすることなしに７００〜ＩＯ００ｎｍの波
長範囲で得ることができる。波長可変レーザー発振部８
によって適当な波長幅である３５０〜５０Ｇ＋＋ｍの光
を得ることができ、この光が第２高調波発生装置２に導
入される。本実施例においては、波長可変レーザーとし
て、Ｔｉ−Ａｌ２Ｏ，ロッド（径６ｍｍ、長さ２５■）
を使用した。
レーザー光は、レンズ７によって集光され波長可変レー
ザー発振部８に導入される。本発明においては、波長可
変レーザーとしてチタンサファイアレーザー９を使用し
、波長可変機構としてグレージングインシデンスグレー
ティング機構１０を採用している。これによって、同位
体分離に要求される極めて狭いライン幅のレーザー光を
モ−ドホップすることなしに７００〜ＩＯ００ｎｍの波
長範囲で得ることができる。波長可変レーザー発振部８
によって適当な波長幅である３５０〜５０Ｇ＋＋ｍの光
を得ることができ、この光が第２高調波発生装置２に導
入される。本実施例においては、波長可変レーザーとし
て、Ｔｉ−Ａｌ２Ｏ，ロッド（径６ｍｍ、長さ２５■）
を使用した。
本実施例によるレーザを２倍高調波の変換素子の出口に
おいて分光光度計で測定したところ、３５０〜５００ｎ
ｍの範囲に亘る広い発振帯域が確認できた。
おいて分光光度計で測定したところ、３５０〜５００ｎ
ｍの範囲に亘る広い発振帯域が確認できた。
また、ポンピング光と発振可変固体レーザー光をサンプ
ルとして同時に測定した結果、ポンピング光の時間幅は
２Ｓ＋＋ｓｅｃであり、波長可変レーザ光の時間幅は５
ｎｓｅｃであった。更に、波長可変レーザー光の波形は
、スパイク状のものもなくガウシアン分布の良質のもの
であった。
ルとして同時に測定した結果、ポンピング光の時間幅は
２Ｓ＋＋ｓｅｃであり、波長可変レーザ光の時間幅は５
ｎｓｅｃであった。更に、波長可変レーザー光の波形は
、スパイク状のものもなくガウシアン分布の良質のもの
であった。
以上の如く、該実施例によって得られるレーザー光の波
長可変幅は従来の色素レーザーの波長可変幅と比較して
広く、同位体分離での利用範囲が広がる。
長可変幅は従来の色素レーザーの波長可変幅と比較して
広く、同位体分離での利用範囲が広がる。
第３図及び第４図は、本発明によるレーザー装置の出力
結果を従来のレーザー装置のものと比較した結果を示す
グラフである。
結果を従来のレーザー装置のものと比較した結果を示す
グラフである。
第３図はパルス波形の整形の有無による出力特性の違い
を示す。グラフから明らかなように、パルス波形の整形
を行うことによってレーザーが損傷することなく大きな
ポンプ光を投入することができ、その結果、高い出力を
得ることができる。
を示す。グラフから明らかなように、パルス波形の整形
を行うことによってレーザーが損傷することなく大きな
ポンプ光を投入することができ、その結果、高い出力を
得ることができる。
第４図は、ランダムフェーズシフタによる空間モード調
整の有無による出力の違いを示す。この場合には、ラン
ダムフェーズシフタを用いることによってポンプ効率を
上昇させて発振しきい値を低下させることができ、その
結果、高い出力を得ることができる。
整の有無による出力の違いを示す。この場合には、ラン
ダムフェーズシフタを用いることによってポンプ効率を
上昇させて発振しきい値を低下させることができ、その
結果、高い出力を得ることができる。
第５図は、本発明の如き固体レーザーからなる同位体分
離用レーザー装置に用いることができるポンピング光源
の一実施例を示すブロック図である。該ボンピング光源
においては、半導体レーザー１１からのグリーン光を光
ファイバ１２によって集光レンズ７に導入して集光させ
た後、ＹＡＧレーザ−１３に導入している。更に、第２
高調波発生装置３がＹＡＧレーザーの共振器内に組み込
まれており、共振器内で第２高調波がつくられてチタン
サファイアレーザー９に導入される。
離用レーザー装置に用いることができるポンピング光源
の一実施例を示すブロック図である。該ボンピング光源
においては、半導体レーザー１１からのグリーン光を光
ファイバ１２によって集光レンズ７に導入して集光させ
た後、ＹＡＧレーザ−１３に導入している。更に、第２
高調波発生装置３がＹＡＧレーザーの共振器内に組み込
まれており、共振器内で第２高調波がつくられてチタン
サファイアレーザー９に導入される。
斯る構成においては、ファイバによってレーザー光を搬
送するので搬送中の損失が小さく、また、共振器内に第
２高調波発生装置を組み込むことによって装置のコンパ
クト化がなされる。
送するので搬送中の損失が小さく、また、共振器内に第
２高調波発生装置を組み込むことによって装置のコンパ
クト化がなされる。
第６図は本発明に基づく波長可変固体レーザー装置の他
の実施例を示すブロック図である。図中、ｌはポンプレ
ーザー発振部を示す。本実施例においては、ポンプレー
ザーとしてＹＡＧレーザーを用いた。半導体レーザー１
１からの光が励起光源としてコリメータ目を介してＹＡ
Ｇレーザ−１３に入射されミラー５間で発振せしめられ
る。発振したレーザーはＱスイッチ１５によってパルス
幅を調整した後、増幅部１６に導入されて増幅される。
の実施例を示すブロック図である。図中、ｌはポンプレ
ーザー発振部を示す。本実施例においては、ポンプレー
ザーとしてＹＡＧレーザーを用いた。半導体レーザー１
１からの光が励起光源としてコリメータ目を介してＹＡ
Ｇレーザ−１３に入射されミラー５間で発振せしめられ
る。発振したレーザーはＱスイッチ１５によってパルス
幅を調整した後、増幅部１６に導入されて増幅される。
増幅部１６からのレーザー光は第２高調波発生装置２に
導入される。この結果、波長が１．０６μから５３２ｎ
ｍに変換される。このようにして増幅且つ波長変換され
たレーザー光はパルス整形器３に導入されてパルス波形
が整形され、更にランダムフェーズシフタ６に導入され
て空間モードが調整される。このようにして波形整形さ
れ且つ空間モード調整されたレーザー光は波長可変レー
ザー発振部８内のグレージングインシデンスグレーティ
ング機構１０及び増幅部１７に導入される。これによっ
て、同１位体分離に要求される極めて狭いライン幅のレ
ーザー光を得ることができる。グレージングインシデン
スグレーティング機構１０からの適当な波長幅の光がポ
ンプレーザーとしてチタンサファイアレーザー９に導入
される。また、増幅部１７においてはディスクタイプの
チタンサファイアを用いる。チタンサファイアレーザー
９によるレーザー光が上記ポンプレーザー光によって励
起されて発振せしめられた後、増幅部１７に導入されて
更に増幅される。このようにして得られたレーザー光は
第２高調波発生装置２若しくは第３高調波発生装置１８
によって波長変換されて同位体分離に供せられる。
導入される。この結果、波長が１．０６μから５３２ｎ
ｍに変換される。このようにして増幅且つ波長変換され
たレーザー光はパルス整形器３に導入されてパルス波形
が整形され、更にランダムフェーズシフタ６に導入され
て空間モードが調整される。このようにして波形整形さ
れ且つ空間モード調整されたレーザー光は波長可変レー
ザー発振部８内のグレージングインシデンスグレーティ
ング機構１０及び増幅部１７に導入される。これによっ
て、同１位体分離に要求される極めて狭いライン幅のレ
ーザー光を得ることができる。グレージングインシデン
スグレーティング機構１０からの適当な波長幅の光がポ
ンプレーザーとしてチタンサファイアレーザー９に導入
される。また、増幅部１７においてはディスクタイプの
チタンサファイアを用いる。チタンサファイアレーザー
９によるレーザー光が上記ポンプレーザー光によって励
起されて発振せしめられた後、増幅部１７に導入されて
更に増幅される。このようにして得られたレーザー光は
第２高調波発生装置２若しくは第３高調波発生装置１８
によって波長変換されて同位体分離に供せられる。
以上に述べた本発明のレーザー装置は、極めて安定且つ
高出力のレーザー光を射出することができ、同位体分離
のみならず、ウラン濃縮、核燃料廃棄物の分離回収にも
利用可能であり、分離以外の分光分析器としても応用で
きる。
高出力のレーザー光を射出することができ、同位体分離
のみならず、ウラン濃縮、核燃料廃棄物の分離回収にも
利用可能であり、分離以外の分光分析器としても応用で
きる。
（発明の効果〕
以上の如く、本発明のレーザー装置は、全てのレーザー
を固体レーザーとし且つパルス整形器及び／又はランダ
ムフェーズシフタを導入しているので、複雑なメンテナ
ンスを全く必要とせず、寿命が長く、高効率の変換が可
能であり、より簡単で、より安全で且つ高出力の同位体
分離用のレーザー装置を提供することができる。
を固体レーザーとし且つパルス整形器及び／又はランダ
ムフェーズシフタを導入しているので、複雑なメンテナ
ンスを全く必要とせず、寿命が長く、高効率の変換が可
能であり、より簡単で、より安全で且つ高出力の同位体
分離用のレーザー装置を提供することができる。
第１図は、本発明のレーザー装置の実施例を示すブロッ
ク図であり、 第２図は第１図の装置におけるパルス整形器の詳細図で
あり、 第３ｒＭ及び第４（！Ｉは、本発明によるレーザー装置
の出力結果を従来のレーザー装置のものと比較した結果
を示すグラフであり、 第５図は、本発明のレーザー装置に用いることができる
ボンピング光源の一実施例を示すブロック図であり、 第６図は、本発明の他の実施例を示すブロック図である
。 図中、 １ −−−ポンプレーザー発振部、 ２−−一第２高調波発生装置、 ３−一一パルス整形器、 ６−ｍ−うンダムフェーズシ７り、 ８−ｍ−波長可変レーザ一部 ９−ｍ−チタンサファイアレーザー １０−−−クレージングインシデンスグレーティング機
構 １１〜−一半導体レーザー １２−−一光ファイバ、 第１図 尾３ 図 ｘＮｐｕγ（ｒｎＪ） ハ゛ルス整形（Ｏ看 △漬う 竿、４ 図 ＩＮＰＬＪ７価刀 空蘭モーへ”調整（Ｏ有 △８無）
ク図であり、 第２図は第１図の装置におけるパルス整形器の詳細図で
あり、 第３ｒＭ及び第４（！Ｉは、本発明によるレーザー装置
の出力結果を従来のレーザー装置のものと比較した結果
を示すグラフであり、 第５図は、本発明のレーザー装置に用いることができる
ボンピング光源の一実施例を示すブロック図であり、 第６図は、本発明の他の実施例を示すブロック図である
。 図中、 １ −−−ポンプレーザー発振部、 ２−−一第２高調波発生装置、 ３−一一パルス整形器、 ６−ｍ−うンダムフェーズシ７り、 ８−ｍ−波長可変レーザ一部 ９−ｍ−チタンサファイアレーザー １０−−−クレージングインシデンスグレーティング機
構 １１〜−一半導体レーザー １２−−一光ファイバ、 第１図 尾３ 図 ｘＮｐｕγ（ｒｎＪ） ハ゛ルス整形（Ｏ看 △漬う 竿、４ 図 ＩＮＰＬＪ７価刀 空蘭モーへ”調整（Ｏ有 △８無）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、チタンサファイアレーザーをＹＡＧレーザー若しく
はＮｄ、ＣｒドープのＧＳＧＧ（Ｇｄ＿３Ｓｃ＿２Ｇａ
＿３Ｏ＿１＿２）レーザーでポンピングする構成とし、
前記ＹＡＧレーザー若しくはＮｄ、ＣｒドープのＧＳＧ
Ｇレーザーの後段にパルス整形器及び／又はランダムフ
ェーズシフターを設けたことを特徴とする同位体分離用
レーザー装置。 ２、前記ＹＡＧレーザーが半導体レーザーによって励起
される、第１請求項記載の装置。 ３、グレージングインシデンス型の共振器を用い、狭い
波長幅で広い波長域をモードホップなしに掃引できる、
第１請求項記載の装置。 ４、前記ＹＡＧレーザー及びチタンサファイアレーザー
の出力を増幅器によって増幅し、その第２、第３高調波
を利用することができる、第１請求項記載の装置。 ５、アレクサンドライトレーザーをＹＡＧレーザー若し
くはＮｄ、ＣｒドープのＧＳＧＧ（Ｇｄ＿３Ｓｃ＿２Ｇ
ａ＿３Ｏ＿１＿２）レーザーでポンピングする構成とし
、前記ＹＡＧレーザー若しくはＮｄ、ＣｒドープのＣＳ
ＧＧレーザーの後段にパルス整形器及び／又はランダム
フェーズシフターを設けたことを特徴とする同位体分離
用レーザー装置。 ６、前記ＹＡＧレーザーを励起するための半導体レーザ
ーの出力が光ファイバ及び集光レンズを介して前記ＹＡ
Ｇレーザーに導入されることを特徴とする第２請求項記
載の装置。 ７、前記ＹＡＧレーザーの発振器内に第２高調波発生装
置を組み込むことを特徴とする第５請求項記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8539689A JP2729078B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 同位体分離用レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8539689A JP2729078B2 (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | 同位体分離用レーザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02263485A true JPH02263485A (ja) | 1990-10-26 |
| JP2729078B2 JP2729078B2 (ja) | 1998-03-18 |
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ID=13857612
Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002329911A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Komatsu Ltd | レーザ装置、増幅器、及び紫外線レーザ装置 |
| JP2006128157A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置用ドライバレーザシステム |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP8539689A patent/JP2729078B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2006128157A (ja) * | 2004-10-26 | 2006-05-18 | Komatsu Ltd | 極端紫外光源装置用ドライバレーザシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2729078B2 (ja) | 1998-03-18 |
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