JPH03142982A - レーザ光の狭帯域化装置 - Google Patents
レーザ光の狭帯域化装置Info
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- JPH03142982A JPH03142982A JP28272389A JP28272389A JPH03142982A JP H03142982 A JPH03142982 A JP H03142982A JP 28272389 A JP28272389 A JP 28272389A JP 28272389 A JP28272389 A JP 28272389A JP H03142982 A JPH03142982 A JP H03142982A
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- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 51
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- 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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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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〕
本発明法 特定の波長の光のみを通過させることで、入
力されたレーザ光の周波数を狭帯域化して出力するレー
ザ光の狭帯域化装置に関する。
力されたレーザ光の周波数を狭帯域化して出力するレー
ザ光の狭帯域化装置に関する。
レーザ光はそれ自体でコヒーレントな高い波長純度、高
出力などの特徴を持ち強い光照射の出来る光源として有
望とされてきム 最近このようなレーザ光を利用した光
源装置が開発されるようになってき九 その代表的なも
のにリングラフィ用光源として検討されている狭帯域化
エキシマレーザがある。
出力などの特徴を持ち強い光照射の出来る光源として有
望とされてきム 最近このようなレーザ光を利用した光
源装置が開発されるようになってき九 その代表的なも
のにリングラフィ用光源として検討されている狭帯域化
エキシマレーザがある。
狭帯域化レーザ光を得ること臥 レーザ共振器をグレー
ティング、プリズム、複屈折フィルタ、エタロンなどの
波長選択素子を使用して構成した狭帯域レーザ共振器を
採用することにより実現される。
ティング、プリズム、複屈折フィルタ、エタロンなどの
波長選択素子を使用して構成した狭帯域レーザ共振器を
採用することにより実現される。
そして、エキシマレーザや色素レーザのように広い帯域
にレーザ利得を持つようなレーザ媒質では、狭帯域化に
２枚のエタロンをレーザ共振器内に挿入する方法がとら
れている。
にレーザ利得を持つようなレーザ媒質では、狭帯域化に
２枚のエタロンをレーザ共振器内に挿入する方法がとら
れている。
エタロンは平行に保持された平面度の高い２枚の反射膜
間に起こる光の多重反射と干渉現象を応用した波長選択
素子である。第４図に油製的なエタロンの光透過の波長
依存性について示す。エタロンの特性は透過帯域の間隔
と透過帯域幅で示される。透過帯域の間隔はフリー・ス
ベクトラル・レンジ（以下ＦＳＲと称す）と呼ば札 反
射膜同士の間隔に依存する。透過帯域幅について眼 透
過帯域のピーク高さの１／２部分の幅で示される。
間に起こる光の多重反射と干渉現象を応用した波長選択
素子である。第４図に油製的なエタロンの光透過の波長
依存性について示す。エタロンの特性は透過帯域の間隔
と透過帯域幅で示される。透過帯域の間隔はフリー・ス
ベクトラル・レンジ（以下ＦＳＲと称す）と呼ば札 反
射膜同士の間隔に依存する。透過帯域幅について眼 透
過帯域のピーク高さの１／２部分の幅で示される。
そして、ＦＳＲと透過帯域幅の比がフィネスと呼ばれ（
フィネス＝ＦＳＲ／透過帯域輻）反射膜の反射膜 平行
度、平面度により決定される。レーザ光の狭帯域化膜
このＦＳＲとフィネスを適切に選択した２枚のエタロン
を用いることにより実現されている。
フィネス＝ＦＳＲ／透過帯域輻）反射膜の反射膜 平行
度、平面度により決定される。レーザ光の狭帯域化膜
このＦＳＲとフィネスを適切に選択した２枚のエタロン
を用いることにより実現されている。
リングラフィ用光源に要求されるような帯域幅を得るた
めにＩＬ エタロンの透過帯域幅を狭める必要がある
。このため必然的にフィネスを大きく取る必要があり、
この粘気 高反射率の反射膜を使用することとなる。反
射膜は通常誘電体多層膜のコーティングにより得らへ
反射率を高めるためにはコーティング層の数を増やす必
要がある。
めにＩＬ エタロンの透過帯域幅を狭める必要がある
。このため必然的にフィネスを大きく取る必要があり、
この粘気 高反射率の反射膜を使用することとなる。反
射膜は通常誘電体多層膜のコーティングにより得らへ
反射率を高めるためにはコーティング層の数を増やす必
要がある。
このためエタロン製作の工程が複雑化し信頼性や価格の
面で問題が生ずる。また、反射率の高いエタロンをレー
ザ共振器に挿入すると、反射による損失が増大し 発振
したレーザ光の出力が低下する。
面で問題が生ずる。また、反射率の高いエタロンをレー
ザ共振器に挿入すると、反射による損失が増大し 発振
したレーザ光の出力が低下する。
一方、同じ透過帯域幅であるならＦＳＲが小さい方がフ
ィネスが小さくなって出力の低下を防げる。 しかし、
単にＦＳＲのみを小さくすると、光透過の中心周波数に
隣接した透過帯域から光が漏れる（これをサイドバンド
という）ので都合が悪い。
ィネスが小さくなって出力の低下を防げる。 しかし、
単にＦＳＲのみを小さくすると、光透過の中心周波数に
隣接した透過帯域から光が漏れる（これをサイドバンド
という）ので都合が悪い。
本発明の目的は、エタロンを適切に設計することにより
使用するエタロンのフィネスを高くすることなく狭帯域
化を実現することにある。
使用するエタロンのフィネスを高くすることなく狭帯域
化を実現することにある。
本発明ε丸 前記目的を達成するため、以下の手段をと
っら 光透過特性に透過−非透過の周期性をそれぞれ有する第
１の波長選択素子と第２の波長選択素子とを備え、両者
の光透過の周期性の関係力（、第１の波長選択素子の特
定の光透過帯域と、第２の波長選択素子の特定の光透過
帯域とを一致させたとき、第１の波長選択素子の前記特
定の光透過帯域の両側に隣接する周期の谷部に、第２の
波長選択素子の前記特定の光透過帯域の少なくとも両側
に隣接する光波長帯域が一致する関係にあるようにして
レーザ光の狭帯域化装置とした 前記したよう＆ｌ エタロンを適切に設計することによ
り使用するエタロンのフィネスを高くすることなく狭帯
域化を実現するためなされた力へ 光透過特性に透過−
非透過の周期性を有する波長選択素子であればエタロン
に限らず、他の素子であってもよい。そのような波長選
択素子としては複屈折フィルタなどを例示できる。
っら 光透過特性に透過−非透過の周期性をそれぞれ有する第
１の波長選択素子と第２の波長選択素子とを備え、両者
の光透過の周期性の関係力（、第１の波長選択素子の特
定の光透過帯域と、第２の波長選択素子の特定の光透過
帯域とを一致させたとき、第１の波長選択素子の前記特
定の光透過帯域の両側に隣接する周期の谷部に、第２の
波長選択素子の前記特定の光透過帯域の少なくとも両側
に隣接する光波長帯域が一致する関係にあるようにして
レーザ光の狭帯域化装置とした 前記したよう＆ｌ エタロンを適切に設計することによ
り使用するエタロンのフィネスを高くすることなく狭帯
域化を実現するためなされた力へ 光透過特性に透過−
非透過の周期性を有する波長選択素子であればエタロン
に限らず、他の素子であってもよい。そのような波長選
択素子としては複屈折フィルタなどを例示できる。
本発明は前記した波長選択素子の透過特性の波長周期性
を利用して、フィネスを従来のものほど高くすることな
しにレーザ光を狭帯域化する。
を利用して、フィネスを従来のものほど高くすることな
しにレーザ光を狭帯域化する。
すなわち、本発明において狭帯域化に使用される波長選
択素子の組合せは、前記第１の波長選択素子と第２の波
長選択素子両者の光透過の周期性の関係力Ｚ 第１の波
長選択素子の特定の光透過帯域と、第２の波長選択素子
の特定の光透過帯域とを一致させたとき、第１の波長選
択素子の前記特定の光透過帯域の両側に隣接する周期の
谷部へ第２の波長選択素子の前記特定の光透過帯域の両
側に隣接する光波長帯域が一致する関係となるようにし
た組合せである。従って、両者で一致させた光透過帯域
以外で＋３ 光の透過が遮断される。
択素子の組合せは、前記第１の波長選択素子と第２の波
長選択素子両者の光透過の周期性の関係力Ｚ 第１の波
長選択素子の特定の光透過帯域と、第２の波長選択素子
の特定の光透過帯域とを一致させたとき、第１の波長選
択素子の前記特定の光透過帯域の両側に隣接する周期の
谷部へ第２の波長選択素子の前記特定の光透過帯域の両
側に隣接する光波長帯域が一致する関係となるようにし
た組合せである。従って、両者で一致させた光透過帯域
以外で＋３ 光の透過が遮断される。
よって、従来のものよりＦＳＲを小さくした波長選択素
子を使用できる。このような組合せを採用することによ
り、低フィネスでも狭帯域化が実現できる。また、サイ
ドバンドが出る心配もない。
子を使用できる。このような組合せを採用することによ
り、低フィネスでも狭帯域化が実現できる。また、サイ
ドバンドが出る心配もない。
以下、図面を用いて本発明の詳細な説明し、比較例と比
較する。
較する。
〈実施例〉
第１図は本発明にかかる波長選択素子として、２つのエ
タロンを用いた狭帯域化レーザシステムの構成を示す。
タロンを用いた狭帯域化レーザシステムの構成を示す。
これ眠 出力ミラー１、レーザ媒質２、微調用エタロン
３、粗調用エタロン４、全反射ミラー５を順次−列に配
置したものである。
３、粗調用エタロン４、全反射ミラー５を順次−列に配
置したものである。
微調用エタロン３、粗調用エタロン４はそれぞれ第２図
に示すような透過特性を持つ。レーザ発振波長域の一部
が粗調用エタロン４により選択さ也 さら！へ 微調用
エタロン３により所望の帯域幅に絞り込まれる。
に示すような透過特性を持つ。レーザ発振波長域の一部
が粗調用エタロン４により選択さ也 さら！へ 微調用
エタロン３により所望の帯域幅に絞り込まれる。
そして、粗調用エタロン４の高透過となる帯域（山部）
の一つと、微調用エタロン３の高透過となる帯域（山部
）の一つとを合わせたとき、レーザの発振帯域内に現れ
る一方のエタロンの高透過の帯域（山部）がもう一つの
エタロンの低透過の帯域（谷部）と合うような関係に粗
調用エタロン４と微調用エタロン３を設計しである。こ
れにより従来のものよりＦＳＲを小さくした粗調用エタ
ロン４が使用できる。このようなエタロンの組合せを採
用することにより、低フィネスでも狭帯域化が実現でき
る。
の一つと、微調用エタロン３の高透過となる帯域（山部
）の一つとを合わせたとき、レーザの発振帯域内に現れ
る一方のエタロンの高透過の帯域（山部）がもう一つの
エタロンの低透過の帯域（谷部）と合うような関係に粗
調用エタロン４と微調用エタロン３を設計しである。こ
れにより従来のものよりＦＳＲを小さくした粗調用エタ
ロン４が使用できる。このようなエタロンの組合せを採
用することにより、低フィネスでも狭帯域化が実現でき
る。
そして、発生した光は出力ミラ１と全反射ミラ５との間
を往復反射して、その間レーザ媒質で増幅さん 一定波
長の定在波としてレーザ光が生じる。レーザ光は１つの
波長のものが発振するのではなく、いくつかの波長のも
のが同時発振することが多いが、本実施例では、狭帯域
化素子３．４の存在により特定の波長でのみレーザ光が
発振する。
を往復反射して、その間レーザ媒質で増幅さん 一定波
長の定在波としてレーザ光が生じる。レーザ光は１つの
波長のものが発振するのではなく、いくつかの波長のも
のが同時発振することが多いが、本実施例では、狭帯域
化素子３．４の存在により特定の波長でのみレーザ光が
発振する。
このような波長選択素子（エタロン）の組合せを用いた
狭帯域化システムは、エキシマレーザ、色素レーザ、ア
レキサンドライトレーザ、Ｔｉ−サファイアレーザなど
に使用できる。
狭帯域化システムは、エキシマレーザ、色素レーザ、ア
レキサンドライトレーザ、Ｔｉ−サファイアレーザなど
に使用できる。
なお、微調用エタロン３、粗調用エタロン４の配置は図
において逆であってもよい。
において逆であってもよい。
く比較例〉
第３図に従来のエタロンの透過特性を示す。従来のもの
も粗調用エタロンと微調用エタロンを備えている力（、
粗調用エタロンのＦＳＲは狭帯域化されていないレーザ
の発振帯域幅の半分程度になる必要がある。
も粗調用エタロンと微調用エタロンを備えている力（、
粗調用エタロンのＦＳＲは狭帯域化されていないレーザ
の発振帯域幅の半分程度になる必要がある。
〈実施例と比較例の比較〉
第２図と第３図を比較すると、同じ微調用エタロンを使
用しても、本発明による方法の第２図では粗調用エタロ
ン４のＦＳＲを半分にできることがわかる。ＦＳＲが半
分になるということ１転 同じ透過帯域幅を得るのに
フィネスは半分でよいことになる。これはエタロンの反
射膜の反射率の低下を意味する。すなわち、エタロン製
作の工程の省略が可能となり、エタロンの信頼性が向上
する。
用しても、本発明による方法の第２図では粗調用エタロ
ン４のＦＳＲを半分にできることがわかる。ＦＳＲが半
分になるということ１転 同じ透過帯域幅を得るのに
フィネスは半分でよいことになる。これはエタロンの反
射膜の反射率の低下を意味する。すなわち、エタロン製
作の工程の省略が可能となり、エタロンの信頼性が向上
する。
また、透過損失が小さくなり、レーザ発振出力の低下の
度合を小さく抑えることができる。
度合を小さく抑えることができる。
くその他〉
なお、本実施例で１転 第１１ 第２の波長選択素子
のみでレーザ光の狭帯域化を行っているカ＼ 第１１
第２の波長選択素子に加え、更に第３、あるいは更＆
ｔ 第４の波長選択素子を重ねて使用してレーザ光の狭
帯域化を図ってもよい。
のみでレーザ光の狭帯域化を行っているカ＼ 第１１
第２の波長選択素子に加え、更に第３、あるいは更＆
ｔ 第４の波長選択素子を重ねて使用してレーザ光の狭
帯域化を図ってもよい。
以上説明したように本発明によれ１戴２枚の波長選択素
子によるレーザ光の狭帯域化を高効率に行うことができ
る。
子によるレーザ光の狭帯域化を高効率に行うことができ
る。
第１図は本発明にかかる２枚のエタロンを用いたレーザ
光の狭帯域化レーザシステムの構成図である。第２図（
ａ）〜（ｄ）は本発明にかかろ微調用・粗調用エタロン
を用いた場合のレーザ光の狭帯域化方法を図示したもの
で、 （ａ）は狭帯域化されていないレーザ光の発振ス
ペクトル、 （ｂ）は粗徴用エタロンの光透過特性１．
（Ｃ）は微徴用エタロンの光透過特性、 （ｄ）は狭
帯域化されたレーザ光の発振スペクトルである。第３図
（ａ）〜（Ｃ）は従来の２枚のエタロンを用いたレーザ
光の狭帯域化方法を図示したもので、 （ａ）は狭帯域
化されていないレーザ光の発振スペクトル、（ｂ）はＳ
徴用エタロンの光透過特性、 （Ｃ）は微徴用エタロン
の光透過特性で、 （Ｃ）中耕線部分が狭帯域化された
レーザ光の発振スペクトルである。第４図はエタロンの
開型的な透過特性の波長依存性に関する説明図である。 ｌ ・出力ミラー レーザ媒質、 微調用エタロン、 ・粗調用エタロン、 全反射ミラー
光の狭帯域化レーザシステムの構成図である。第２図（
ａ）〜（ｄ）は本発明にかかろ微調用・粗調用エタロン
を用いた場合のレーザ光の狭帯域化方法を図示したもの
で、 （ａ）は狭帯域化されていないレーザ光の発振ス
ペクトル、 （ｂ）は粗徴用エタロンの光透過特性１．
（Ｃ）は微徴用エタロンの光透過特性、 （ｄ）は狭
帯域化されたレーザ光の発振スペクトルである。第３図
（ａ）〜（Ｃ）は従来の２枚のエタロンを用いたレーザ
光の狭帯域化方法を図示したもので、 （ａ）は狭帯域
化されていないレーザ光の発振スペクトル、（ｂ）はＳ
徴用エタロンの光透過特性、 （Ｃ）は微徴用エタロン
の光透過特性で、 （Ｃ）中耕線部分が狭帯域化された
レーザ光の発振スペクトルである。第４図はエタロンの
開型的な透過特性の波長依存性に関する説明図である。 ｌ ・出力ミラー レーザ媒質、 微調用エタロン、 ・粗調用エタロン、 全反射ミラー
Claims (2)
- （１）光透過特性に透過−非透過の周期性をそれぞれ有
する第１の波長選択素子と第２の波長選択素子とを備え
、両者の光透過の周期性の関係が、第１の波長選択素子
の特定の光透過帯域と、第２の波長選択素子の特定の光
透過帯域とを一致させたとき、第１の波長選択素子の前
記特定の光透過帯域の両側に隣接する周期の谷部に、第
２の波長選択素子の前記特定の光透過帯域の少なくとも
両側に隣接する光波長帯域が一致する関係にあることを
特徴とするレーザ光の狭帯域化装置。 - （２）前記第１の波長選択素子と第２の波長選択素子と
は、それぞれエタロンである請求項１記載のレーザ光の
狭帯域化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28272389A JPH03142982A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | レーザ光の狭帯域化装置 |
| CA002028803A CA2028803A1 (en) | 1989-10-30 | 1990-10-29 | Laser device |
| US07/604,634 US5214659A (en) | 1989-10-30 | 1990-10-29 | Laser device |
| EP19900120783 EP0426102A3 (en) | 1989-10-30 | 1990-10-30 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28272389A JPH03142982A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | レーザ光の狭帯域化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03142982A true JPH03142982A (ja) | 1991-06-18 |
Family
ID=17656206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28272389A Pending JPH03142982A (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | レーザ光の狭帯域化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03142982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009531846A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | オッキウス | 二つのフィルターを含むダイオード励起連続レーザー装置 |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP28272389A patent/JPH03142982A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009531846A (ja) * | 2006-03-31 | 2009-09-03 | オッキウス | 二つのフィルターを含むダイオード励起連続レーザー装置 |
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