JPH0332091A - 誘導ラマン散乱による別の波長の領域へのポンピングレーザのレーザ光線の変換方法及び変換装置 - Google Patents
誘導ラマン散乱による別の波長の領域へのポンピングレーザのレーザ光線の変換方法及び変換装置Info
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- JPH0332091A JPH0332091A JP2155579A JP15557990A JPH0332091A JP H0332091 A JPH0332091 A JP H0332091A JP 2155579 A JP2155579 A JP 2155579A JP 15557990 A JP15557990 A JP 15557990A JP H0332091 A JPH0332091 A JP H0332091A
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- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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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
- H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
- H01S3/305—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in a gas
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
本発明は請求項１の上位概念に記載のボンピングレーザ
のレーザ光線がラマン媒体の中を貫通し、これ□より別
の波長領域のストークス光線が発生される、誘導ラマン
散乱による別の波長の領域へのボンピングレーザのレー
ザ光線の変換方法と、請求項２の上位概念に記載の前記
方法を実施する装置に関する。
のレーザ光線がラマン媒体の中を貫通し、これ□より別
の波長領域のストークス光線が発生される、誘導ラマン
散乱による別の波長の領域へのボンピングレーザのレー
ザ光線の変換方法と、請求項２の上位概念に記載の前記
方法を実施する装置に関する。
従来の技術
この形式の方法及び装置は、” ０ｐｔｉｃｓ Ｌｅｔ
−ｔｅｒｓ ”誌Ｖｏｌ、 ３、／Ｉ６４．１９７８年
１０月号、１４７−１４８頁記載のＰ、 Ｒａｂｉｎｏ
ｗｉｔｚ 、 Ａ。
−ｔｅｒｓ ”誌Ｖｏｌ、 ３、／Ｉ６４．１９７８年
１０月号、１４７−１４８頁記載のＰ、 Ｒａｂｉｎｏ
ｗｉｔｚ 、 Ａ。
５ｔｅｉｎ 、 Ｒ，Ｂｒｉｃｋｍａｎ及びＡ、 Ｋａ
ｌｄｏｒ共著１ＩＣＯ２ＴＥＡレーザによりボンピング
されるパラ中２からの誘導回転ラマン散乱１に説明され
ている。
ｌｄｏｒ共著１ＩＣＯ２ＴＥＡレーザによりボンピング
されるパラ中２からの誘導回転ラマン散乱１に説明され
ている。
この場合には、ＣＯ２−ボンピングレーザ光線の誘導ラ
マン散乱により、パラ中２において、分子レーザ方法に
かいてＵＦ、−分子の同位元素選択励起のために必要と
される１６μｍの領域にストークス光線が発生される。
マン散乱により、パラ中２において、分子レーザ方法に
かいてＵＦ、−分子の同位元素選択励起のために必要と
される１６μｍの領域にストークス光線が発生される。
しかし、１６μｍの波長領域へのこのボンピング光線の
効果的な変換の場合にＣＯ２−光線の所要のピーク出力
は、レーザと変換装置との中に用いられる光学部品が強
く負荷される程に高い。さらに、ピーク出力が高い場合
には、ラマン変換を妨害する、光線を誘導するがス破壊
がラマン媒体の中で発生する危険が非常に大きい。
効果的な変換の場合にＣＯ２−光線の所要のピーク出力
は、レーザと変換装置との中に用いられる光学部品が強
く負荷される程に高い。さらに、ピーク出力が高い場合
には、ラマン変換を妨害する、光線を誘導するがス破壊
がラマン媒体の中で発生する危険が非常に大きい。
良好な変換効率を維持しなからＣＯ２−ボンピング線の
ピーク出力を低減することを可能にする方法及び装置が
、” ＩＥｇＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕ
ｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ＠誌Ｖｏ１． Ｑｇ −１
９，４９，１９８３年９月号、１４０７−１４１３ペー
ジ記載のＪ。
ピーク出力を低減することを可能にする方法及び装置が
、” ＩＥｇＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕ
ｍＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ＠誌Ｖｏ１． Ｑｇ −１
９，４９，１９８３年９月号、１４０７−１４１３ペー
ジ記載のＪ。
Ｌ、 Ｃａｒｌｓｔｅｎ及びＲ，Ｃ）、 Ｗｅｎｚｅｌ
共著″ＣＯ２ボンピングパラＨ２中の誘導回転ラマン散
乱１に説明されている。ピーク出力の低減は、ボンピン
グ線と同時にかつ共線的にシードレーザのシード光線を
変換装置の中に照射することにより実現することができ
る。
共著″ＣＯ２ボンピングパラＨ２中の誘導回転ラマン散
乱１に説明されている。ピーク出力の低減は、ボンピン
グ線と同時にかつ共線的にシードレーザのシード光線を
変換装置の中に照射することにより実現することができ
る。
しかし、この場合に必要である、ポンプ光線の波長によ
り決まるストークス光線へのシードレーザのシード光線
の波長の整合は困難かつコスト高である。さらに、シー
ド光線をポンプ光線と統合し、時間的に同期し空間的に
十分に良好に重畳することは簡単でない。
り決まるストークス光線へのシードレーザのシード光線
の波長の整合は困難かつコスト高である。さらに、シー
ド光線をポンプ光線と統合し、時間的に同期し空間的に
十分に良好に重畳することは簡単でない。
シード線がジ−トレーザにより供給されるのではなく、
４波混成技術により発生される方法及び装置が、＠０ｐ
ｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ８ ”誌Ｖｏ１．３、／％４．
１９７８年１０月号、１４４−１４６頁記載のＲ，Ｌ、
Ｂｙｅｒ及びＷ、Ｒ，Ｔｒｕｔｎａ共著″Ｈ２の中の
ＣＯ□−ボンピング回転ラマン散乱による１６μｍの発
生１に説明されている。この方法にｂいてはポンＣフグ
光線と同時にかつ共線的に、短い波長の補助レーザの光
線が変換装置の中に照射される。波長がより短いとラマ
ン増幅率はより高いので、補助レーザ光線は、変換装置
の中へ入射した直接後にラマン変換により変換される。
４波混成技術により発生される方法及び装置が、＠０ｐ
ｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ８ ”誌Ｖｏ１．３、／％４．
１９７８年１０月号、１４４−１４６頁記載のＲ，Ｌ、
Ｂｙｅｒ及びＷ、Ｒ，Ｔｒｕｔｎａ共著″Ｈ２の中の
ＣＯ□−ボンピング回転ラマン散乱による１６μｍの発
生１に説明されている。この方法にｂいてはポンＣフグ
光線と同時にかつ共線的に、短い波長の補助レーザの光
線が変換装置の中に照射される。波長がより短いとラマ
ン増幅率はより高いので、補助レーザ光線は、変換装置
の中へ入射した直接後にラマン変換により変換される。
この場合にボンピング光線が存在すると、ボンピング光
線により決まる波長を有するストークス光線も発生され
、このストークス光線はシード光線として作用する。
線により決まる波長を有するストークス光線も発生され
、このストークス光線はシード光線として作用する。
このようにして発生されたシード光線は自動的に正しい
波長を有する。しかし、ボンピング光線と補助レーザの
光線とを統合し、時間的に同期し、空間的に適切に重畳
するという難問が残る。
波長を有する。しかし、ボンピング光線と補助レーザの
光線とを統合し、時間的に同期し、空間的に適切に重畳
するという難問が残る。
発明が解決しようとする課題
本発明の課題は、付加的なシードレーザ又は補助レーザ
を用いることなしに、比較的小さいピーク出力でボンピ
ングレーザのレーザ光線を所望のストークス光線に効率
良く変換するように冒頭に記載の形式の方法及び装置を
構成することにある。
を用いることなしに、比較的小さいピーク出力でボンピ
ングレーザのレーザ光線を所望のストークス光線に効率
良く変換するように冒頭に記載の形式の方法及び装置を
構成することにある。
課題を解決するための手段
上記課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成と請求項
２に記載の特徴部分に記載の構成とにより解決される。
２に記載の特徴部分に記載の構成とにより解決される。
請求項乙には、請求項２に記載の装置の有利な実施例が
記載されている。
記載されている。
発明の効果
本発明に釦いては、ボンピングレーザにｆｆｌ！接続さ
れている第１のラマン媒体の中で発生されるストークス
光線がシード光線のためのベースとして用いられる。こ
の場合にボンピングレーザのピーク出力は、ラマン媒体
の中での変換が主に小信号領域の中で変動するように低
く選択される。従ってボンピングパルスは変換装置内の
反射損により減衰されることはたしかであるが、しかし
パルス形状はほぼ変化しない。ボンピングレーザのレー
ザ光線と同時にかつ同一の線上でラマン媒体の中で発生
されたストークス光線の出力はしかし、自然ラマン散乱
により与えられる初期値から出発して多数のオーダすな
わち通常は９ないし１２のオーダだけ高められる。
れている第１のラマン媒体の中で発生されるストークス
光線がシード光線のためのベースとして用いられる。こ
の場合にボンピングレーザのピーク出力は、ラマン媒体
の中での変換が主に小信号領域の中で変動するように低
く選択される。従ってボンピングパルスは変換装置内の
反射損により減衰されることはたしかであるが、しかし
パルス形状はほぼ変化しない。ボンピングレーザのレー
ザ光線と同時にかつ同一の線上でラマン媒体の中で発生
されたストークス光線の出力はしかし、自然ラマン散乱
により与えられる初期値から出発して多数のオーダすな
わち通常は９ないし１２のオーダだけ高められる。
減衰されたパルスは次いで、これに付随するストークス
光線と一緒にボンピング光線のための増幅器の中に供給
されて、例えばラマン媒体の中へ入射する前にかける初
期値に増幅される。
光線と一緒にボンピング光線のための増幅器の中に供給
されて、例えばラマン媒体の中へ入射する前にかける初
期値に増幅される。
この場合に、付随するストークス光線が再び減衰される
ことは確かであるが、しかし通常は１ないし２のオーダ
しか減衰されない。従って、ストークス光線に会ける著
しい正味利得が得られる。このようにして増幅されたボ
ンピング光線はストークス光線と一緒に別のラマン媒体
の中を貫通案内される。その際に、ストークス光線への
ボンピング光線の非常に効率の良い変換が行われる、何
故ならば、増幅器から出てくる付随するストークス光線
は、冒頭に記載のシード光線として作用し、しかしその
際に波長の整合は必要でないからである。さらに、シー
ド光線とボンピング光線との最適の空間的重畳が自動的
に与えられる。さらに、シード光線とボンピング光線と
は時間的に同期される。
ことは確かであるが、しかし通常は１ないし２のオーダ
しか減衰されない。従って、ストークス光線に会ける著
しい正味利得が得られる。このようにして増幅されたボ
ンピング光線はストークス光線と一緒に別のラマン媒体
の中を貫通案内される。その際に、ストークス光線への
ボンピング光線の非常に効率の良い変換が行われる、何
故ならば、増幅器から出てくる付随するストークス光線
は、冒頭に記載のシード光線として作用し、しかしその
際に波長の整合は必要でないからである。さらに、シー
ド光線とボンピング光線との最適の空間的重畳が自動的
に与えられる。さらに、シード光線とボンピング光線と
は時間的に同期される。
実施例
次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳しく説明する
。第１図は本発明の装置の概略図を示す。ボンピング光
線（実４１１ ａ ）を発生するために、約２０ＭＷの
パルスピーク出力又はこれより小さいパルスピーク出力
を有するＣＯ２−Ｏ２−ボンピングレーザ１られ、ボン
ピングレーザ１ば１０μｍの波長領域のレーザ光線を放
射する。この出力に釦いては通常は光学部品の損傷又は
ラマン媒体の中の貫通の危険はない。
。第１図は本発明の装置の概略図を示す。ボンピング光
線（実４１１ ａ ）を発生するために、約２０ＭＷの
パルスピーク出力又はこれより小さいパルスピーク出力
を有するＣＯ２−Ｏ２−ボンピングレーザ１られ、ボン
ピングレーザ１ば１０μｍの波長領域のレーザ光線を放
射する。この出力に釦いては通常は光学部品の損傷又は
ラマン媒体の中の貫通の危険はない。
この線１ａは、ラマン媒体としての３ＤＤＫ’！でパラ
水素により充填されてかり本組成にかいてはストークス
光線の前置増幅器の機能を果たすラマンセル２（変換装
置）を貫通案内される。
水素により充填されてかり本組成にかいてはストークス
光線の前置増幅器の機能を果たすラマンセル２（変換装
置）を貫通案内される。
このセル２の中で、誘導回転ラマン線により線１ａは、
１６μｍの所望の波長領域のストークス光線に変換され
る（破線２ａ）。この場合にボンピング光線は反射損に
より減衰され（第２ａ図参照）、これに対してストーク
ス光線は約ｊ Ｑ−１２の初期値からセル２の終端にｂ
ける約１Ｗに上昇する（第２ｂ図参照）。
１６μｍの所望の波長領域のストークス光線に変換され
る（破線２ａ）。この場合にボンピング光線は反射損に
より減衰され（第２ａ図参照）、これに対してストーク
ス光線は約ｊ Ｑ−１２の初期値からセル２の終端にｂ
ける約１Ｗに上昇する（第２ｂ図参照）。
ラマンセル２から出る減衰された、ボンピングレーザ１
のレーザ光線１ｂと、ストークス光線２ａとは一緒にＣ
ｏ２−増幅器３に供給され、Ｃｏ２−増幅器３で１０μ
ｍのポンプ光線１ｂは再び約２０ＭＷの初期値に高めら
れる（線１ ｃ）。
のレーザ光線１ｂと、ストークス光線２ａとは一緒にＣ
ｏ２−増幅器３に供給され、Ｃｏ２−増幅器３で１０μ
ｍのポンプ光線１ｂは再び約２０ＭＷの初期値に高めら
れる（線１ ｃ）。
増幅器３は１６μｍの波長領域にかいて吸収するのでス
トークス光線ば１ないし２オーダだけ減衰される。これ
は見掛けの上では欠点であるが、しかし第２ｂ図の線図
から、後置接続されている出力段４のためのシード光線
としての増幅器２の出力側にかける１６μｍ−ストーク
ス光線２ｂにかける十分に大きい正味利得は残留する。
トークス光線ば１ないし２オーダだけ減衰される。これ
は見掛けの上では欠点であるが、しかし第２ｂ図の線図
から、後置接続されている出力段４のためのシード光線
としての増幅器２の出力側にかける１６μｍ−ストーク
ス光線２ｂにかける十分に大きい正味利得は残留する。
この出力段４は、同様にパラ水素により充填されている
別の２マンセルから成る。この出力段４にかいて１０μ
ｍ−ポンピング光線１ｃは、このボンピング光線に付随
しこのボンピング光線と一緒に導入されたストークス光
４１！２ｂに起因して非常に効率的に所望の１６μｍ−
ストークス光線に集束される。第２ａ図から分かるよう
にボンピング光線の出力は、出力段４４ を通る伝送路で強く低下し、これに対してこの伝送路で
１６μｍ−ストークス光線の出力は約６オーダだけすな
わち１Ｗより小さい初期値から１０６を越える値に上昇
する。
別の２マンセルから成る。この出力段４にかいて１０μ
ｍ−ポンピング光線１ｃは、このボンピング光線に付随
しこのボンピング光線と一緒に導入されたストークス光
４１！２ｂに起因して非常に効率的に所望の１６μｍ−
ストークス光線に集束される。第２ａ図から分かるよう
にボンピング光線の出力は、出力段４４ を通る伝送路で強く低下し、これに対してこの伝送路で
１６μｍ−ストークス光線の出力は約６オーダだけすな
わち１Ｗより小さい初期値から１０６を越える値に上昇
する。
ボンピングレーザ１のパルスピーク出力をさらに低下し
たい場合には、ストークス光線２ａのための前置１増幅
器とボンピング光線１ｂのための増幅器３とを統合した
ユニット２，３を縦続接続してボンピングレーザ１に接
続させることができる。
たい場合には、ストークス光線２ａのための前置１増幅
器とボンピング光線１ｂのための増幅器３とを統合した
ユニット２，３を縦続接続してボンピングレーザ１に接
続させることができる。
第１図は本発明の装置の構成の略示図、第２ａ図は本装
置を貫通するレーザ光線の伝送路でのボンピングレーザ
のレーザ光線のピーク出力の経過を畑で示す線図、ｐＪ
Ｅ２ｂ図は本装置を通る上記伝送路でのストークス光線
の経過（ｌｏｇＷ）を示す線図である。
置を貫通するレーザ光線の伝送路でのボンピングレーザ
のレーザ光線のピーク出力の経過を畑で示す線図、ｐＪ
Ｅ２ｂ図は本装置を通る上記伝送路でのストークス光線
の経過（ｌｏｇＷ）を示す線図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ボンピングレーザのレーザ光線をラマン媒体の中を
通過させ、これにより別の波長領域のストークス光線が
発生される、誘導ラマン散乱による別の波長の領域への
ボンピングレーザのレーザ光線の変換方法において、 ａ）ラマン媒体（２）から出た、ボンピングレーザ（１
）のレーザ光線（１ｂ）と、ストークス光線（２ａ）と
を一緒に、ボンピングレーザ（１）のレーザ光線（１ｂ
）のための増幅器（３）に供給し、 ｂ）ボンピングレーザ（１）のこのようにして増幅され
たレーザ光線（１ｃ）を、これに付随するストークス光
線（２ｂ）と一緒に別のラマン媒体（４）の中を通過さ
せて、ボンピングレーザ（１）の増幅されたレーザ光線
（１ｃ）をストークス光線に変換することを特徴とする
誘導ラマン散乱による別の波長の領域へのボンピングレ
ーザのレーザ光線の変換方法。 ２、１０μｍの波長領域で放射するＣＯ＿２−ボンピン
グレーザを具備し、ラマン媒体としてのパラ水素を有す
るラマンセル（ストークス光線のための前置増幅器（２
））が前記ＣＯ＿２−ボンピングレーザに後置接続され
、前記ラマンセルの中でＣＯ＿２−ボンピングレーザの
１０μｍ−レーザ光線の変換により１６μｍの波長領域
のストークス光線が発生される請求項１に記載の方法の
実施装置において、 ａ）ボンピング光線（１ｂ）のためのＣＯ＿２−レーザ
増幅器（前置増幅器）（３）をラマンセル（２）に後置
接続し、 ｂ）パラ水素により作動される別のラマンセル（ストー
クス光線（２ｂ）のための出力段（４））をＣＯ＿２−
レーザ増幅器（３）に後置接続することを特徴とする請
求項１に記載の方法の実施装置。 ３、ストークス光線のための前置増幅器（２）とボンピ
ング光線のための増幅器（３）とを統合したユニットを
継続接続してＣＯ＿２−ボンピングレーザ（１）に接続
することを特徴とする請求項２に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3919673.9 | 1989-06-16 | ||
| DE3919673A DE3919673A1 (de) | 1989-06-16 | 1989-06-16 | Verfahren zur konversion von laserstrahlung in einen anderen wellenlaengenbereich durch ramanstreuung und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332091A true JPH0332091A (ja) | 1991-02-12 |
Family
ID=6382859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2155579A Pending JPH0332091A (ja) | 1989-06-16 | 1990-06-15 | 誘導ラマン散乱による別の波長の領域へのポンピングレーザのレーザ光線の変換方法及び変換装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5033051A (ja) |
| JP (1) | JPH0332091A (ja) |
| DE (1) | DE3919673A1 (ja) |
| FR (1) | FR2648629A1 (ja) |
| GB (1) | GB2233491B (ja) |
| NL (1) | NL9001066A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2008096863A1 (ja) * | 2007-02-09 | 2010-05-27 | 株式会社フジクラ | ファイバレーザ |
| WO2010073645A1 (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-01 | 株式会社フジクラ | ファイバレーザ装置 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2511721B2 (ja) * | 1990-03-28 | 1996-07-03 | 理化学研究所 | マルチモ―ドラマンレ―ザ―システム |
| GB2253514A (en) * | 1991-03-06 | 1992-09-09 | Marconi Gec Ltd | Optical amplifiers |
| US5142645A (en) * | 1991-05-16 | 1992-08-25 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for generating Fraunhofer line laser source using stimulated Raman scattering |
| GB9115556D0 (en) * | 1991-07-18 | 1991-11-06 | Gec Ferranti Defence Syst | A raman laser |
| US6151337A (en) * | 1998-05-06 | 2000-11-21 | The Research And Development Institute, Inc. | Continuous-wave Raman laser having a high-finesse cavity |
| US6498801B1 (en) * | 1999-08-05 | 2002-12-24 | Alexander E. Dudelzak | Solid state laser for microlithography |
| DE10009381B4 (de) * | 2000-02-29 | 2005-02-24 | Jenoptik Ldt Gmbh | Anordnung zur Erzeugung roter, grüner und blauer Laserstrahlung |
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