JPH0337872B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0337872B2 JPH0337872B2 JP8116585A JP8116585A JPH0337872B2 JP H0337872 B2 JPH0337872 B2 JP H0337872B2 JP 8116585 A JP8116585 A JP 8116585A JP 8116585 A JP8116585 A JP 8116585A JP H0337872 B2 JPH0337872 B2 JP H0337872B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intensity
- electric signal
- light
- control system
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- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000002789 length control Methods 0.000 claims description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 産業上の利用分野
本発明は発振周波数ならびに発振強度を高度に
安定化したレーザー装置に関する。
安定化したレーザー装置に関する。
(b) 従来の構成とその問題点
従来気体レーザーの発振周波数の安定化は磁場
によるゼーマン効果を利用したり、レーザー発振
光の直交した２つの偏光の強度を検出し、２つの
偏光の強度比が共振器の長さによつて変化する現
象を利用することによつて行なわれて来た。
によるゼーマン効果を利用したり、レーザー発振
光の直交した２つの偏光の強度を検出し、２つの
偏光の強度比が共振器の長さによつて変化する現
象を利用することによつて行なわれて来た。
しかし、前者は磁場の印加によつてレーザー放
電のプラズマ状態に偏奇が生じ、そのため陰極の
スパツタリングの一様性がそこなわれるため、レ
ーザーの寿命が短くなるという欠点を有してお
り、また後者は直交した２つの偏光強度を測定す
るため２つの偏光が共に発振するという条件を満
足するように共振器長を制御する必要があるにも
かゝわらず、利用する光は一方の偏光に限られる
ので非常に効率の悪いレーザーとなつていた。ま
た、強度比は一定に制御されるが、全体のレーザ
ー強度が変動した場合、強度そのものゝの変動は
まぬがれることはできないという欠点を有してい
た。
電のプラズマ状態に偏奇が生じ、そのため陰極の
スパツタリングの一様性がそこなわれるため、レ
ーザーの寿命が短くなるという欠点を有してお
り、また後者は直交した２つの偏光強度を測定す
るため２つの偏光が共に発振するという条件を満
足するように共振器長を制御する必要があるにも
かゝわらず、利用する光は一方の偏光に限られる
ので非常に効率の悪いレーザーとなつていた。ま
た、強度比は一定に制御されるが、全体のレーザ
ー強度が変動した場合、強度そのものゝの変動は
まぬがれることはできないという欠点を有してい
た。
(c) 発明の目的
本発明は従来の周波数安定化レーザーの有する
前記のような欠点を取り除き、効率の良い長寿命
の発振周波数ならびに発振強度の高度の安定化を
行なつたレーザー装置を提供するためのものであ
る。
前記のような欠点を取り除き、効率の良い長寿命
の発振周波数ならびに発振強度の高度の安定化を
行なつたレーザー装置を提供するためのものであ
る。
(d) 発明の構成
内部共振器を有する気体レーザーにおいては、
レーザー共振器長は温度によつて変化する。
レーザー共振器長は温度によつて変化する。
従つてレーザーの温度変化に伴なつて発振光の
周波数が変化し、周波数の変化に伴なつて発振光
の強度がレーザー利得曲線に従つて変化する。
周波数が変化し、周波数の変化に伴なつて発振光
の強度がレーザー利得曲線に従つて変化する。
レーザーの縦モード間隔はレーザー共振器長を
Ｌとするとｃ／2Lヘルツで与えられ、利得曲線
の幅は１〜２ギガヘルツ程度であるので、共振器
長が10〜20cmの場合第１図のように１〜２本の縦
モードａ，ｂが発振しており、発振線ａ，ｂが共
振器長の変化に従つて移動していると考えられ
る。
Ｌとするとｃ／2Lヘルツで与えられ、利得曲線
の幅は１〜２ギガヘルツ程度であるので、共振器
長が10〜20cmの場合第１図のように１〜２本の縦
モードａ，ｂが発振しており、発振線ａ，ｂが共
振器長の変化に従つて移動していると考えられ
る。
隣り合つた縦モードａ，ｂの偏光は直交してい
るので、前記の従来の安定化レーザーにおいては
縦モードａ，ｂを偏光で分離して検出し、ａ，ｂ
の強度比が一定になるよう制御をおこなつてい
る。これに対し本発明の装置は１本の縦モード例
えばモードａのみが利得曲線Ｇの最大値付近にお
いて発振するごとく共振器長を制御することによ
り、不要な発振モードｂを除いて発振効率の向上
を行なうと共に、発振強度の安定化を併て行うも
のである。
るので、前記の従来の安定化レーザーにおいては
縦モードａ，ｂを偏光で分離して検出し、ａ，ｂ
の強度比が一定になるよう制御をおこなつてい
る。これに対し本発明の装置は１本の縦モード例
えばモードａのみが利得曲線Ｇの最大値付近にお
いて発振するごとく共振器長を制御することによ
り、不要な発振モードｂを除いて発振効率の向上
を行なうと共に、発振強度の安定化を併て行うも
のである。
第２図は本発明の実施例である。
内部共振器を有する気体レーザー１の発振光の
うち１つの偏光成分を有する偏光が偏光子２で選
ばれ、該偏光の強度が光電検知器３で検出され
る。該偏光の強度は前述のごとく共振器長の変化
に伴つて変化するので、前記検出された強度信号
を前置増幅器５で増幅し利得調整増幅器６で制御
ループの利得を調整し、さらにバイアス調整増幅
器７で制御ループの強度調整点を選定した後加算
増幅器８で電力増幅を行ない、その出力を扇風機
あるいはヒーターから成る温度調節器４に印加す
れば共振器長を一定に保ち周波数の安定化が行な
われる。以上が第１の共振器長制御系の構成なら
びに役割である。
うち１つの偏光成分を有する偏光が偏光子２で選
ばれ、該偏光の強度が光電検知器３で検出され
る。該偏光の強度は前述のごとく共振器長の変化
に伴つて変化するので、前記検出された強度信号
を前置増幅器５で増幅し利得調整増幅器６で制御
ループの利得を調整し、さらにバイアス調整増幅
器７で制御ループの強度調整点を選定した後加算
増幅器８で電力増幅を行ない、その出力を扇風機
あるいはヒーターから成る温度調節器４に印加す
れば共振器長を一定に保ち周波数の安定化が行な
われる。以上が第１の共振器長制御系の構成なら
びに役割である。
本発明においては以上の第１の共振器長制御系
に加えて以下に述べる第２の共振器制御系を用い
ることにより目的を達している。第２の共振器制
御系は強度設定器１３、正負の一定電圧を出力す
るコンパレーター９、高抵抗１０、演算増幅器１
２と大容量の蓄電器１１から構成されている。
に加えて以下に述べる第２の共振器制御系を用い
ることにより目的を達している。第２の共振器制
御系は強度設定器１３、正負の一定電圧を出力す
るコンパレーター９、高抵抗１０、演算増幅器１
２と大容量の蓄電器１１から構成されている。
強度設定器１３により前記第１の共振器長制御
系の制御ループの強度調整点と独立に、単一縦モ
ードの発振強度の設定を行なう。該設定値と前記
強度調整点の間の差をコンパレーター９で検出
し、誤差の正負に応じて正負あるいは正負の定電
圧をつくる。コンパレーター９でつくられた正負
あるいは負正の定電圧は高抵抗１０を通してゆつ
くり大容量蓄電器１１と演算増幅器１２で構成さ
れた線形積分器に充放電され、演算増幅器１２の
出力電圧を徐々に増加あるいは減少させる。この
徐々に増加あるいは減少する電圧を前記の強度調
整点と設定値の差が小さくなるような極性を選び
加算増幅器８を用いて第１の共振器長制御系の信
号電圧に加算する。以上の操作を行なうことによ
り、第１の共振器長制御系の強度調整点は徐々に
移動し、第２の共振器長制御系の強度設定器１３
において設定された値に近づき両者が一致すれば
移動は停止する。
系の制御ループの強度調整点と独立に、単一縦モ
ードの発振強度の設定を行なう。該設定値と前記
強度調整点の間の差をコンパレーター９で検出
し、誤差の正負に応じて正負あるいは正負の定電
圧をつくる。コンパレーター９でつくられた正負
あるいは負正の定電圧は高抵抗１０を通してゆつ
くり大容量蓄電器１１と演算増幅器１２で構成さ
れた線形積分器に充放電され、演算増幅器１２の
出力電圧を徐々に増加あるいは減少させる。この
徐々に増加あるいは減少する電圧を前記の強度調
整点と設定値の差が小さくなるような極性を選び
加算増幅器８を用いて第１の共振器長制御系の信
号電圧に加算する。以上の操作を行なうことによ
り、第１の共振器長制御系の強度調整点は徐々に
移動し、第２の共振器長制御系の強度設定器１３
において設定された値に近づき両者が一致すれば
移動は停止する。
強度設定器１３の設定値の選択は共振器長を常
に制御している第１の共振器長制御系の諸元とは
無関係に行なわれるので、デリケートな動作を行
なつている第１の共振器長制御系に乱れを発生せ
しめることなく調整点の移動が行なわれると共
に、レーザー装置の設置された環境、例えば温度
が変化すると第１の共振器長制御系のみの場合に
は、誤差信号レベルが変化してそのため調整点が
変化し、発振光の周波数ならびに発振光強度が変
化するが、強度設定器１３の設定値は環境によつ
て変化することはないので、第２の共振器長制御
系を用いることにより、安定度は極めて高くな
る。つまり環境による誤差信号の変動分はすべて
第２の共振器長制御系が負担することにより、設
定値の変動を防止していることになる。
に制御している第１の共振器長制御系の諸元とは
無関係に行なわれるので、デリケートな動作を行
なつている第１の共振器長制御系に乱れを発生せ
しめることなく調整点の移動が行なわれると共
に、レーザー装置の設置された環境、例えば温度
が変化すると第１の共振器長制御系のみの場合に
は、誤差信号レベルが変化してそのため調整点が
変化し、発振光の周波数ならびに発振光強度が変
化するが、強度設定器１３の設定値は環境によつ
て変化することはないので、第２の共振器長制御
系を用いることにより、安定度は極めて高くな
る。つまり環境による誤差信号の変動分はすべて
第２の共振器長制御系が負担することにより、設
定値の変動を防止していることになる。
強度設定器１３の強度設定の任意性を利用し設
定点を発振光の最大値近くに設定値を選ぶことに
より高効率の発振光利用が可能となる。
定点を発振光の最大値近くに設定値を選ぶことに
より高効率の発振光利用が可能となる。
以上のごとく第１の共振器長制御系と第２の共
振器長制御系を併用することにより発振周波数と
発振強度が高度に安定化された発振効率の高いレ
ーザー発振を得ることができる。
振器長制御系を併用することにより発振周波数と
発振強度が高度に安定化された発振効率の高いレ
ーザー発振を得ることができる。
第１図は説明図、第２図は本発明の実施例であ
る。 １……気体レーザー、２……偏光子、３……光
電検知器、４……温度調節器、５……前置増幅
器、６……利得調整増幅器、７……バイアス調整
増幅器、８……加算増幅器、９……コンパレータ
ー、１０……高抵抗、１１……蓄電器、１２……
演算増幅器、１３……強度設定器、ａ，ｂ……レ
ーザー光のモード、Ｇ……レーザー利得曲線。
る。 １……気体レーザー、２……偏光子、３……光
電検知器、４……温度調節器、５……前置増幅
器、６……利得調整増幅器、７……バイアス調整
増幅器、８……加算増幅器、９……コンパレータ
ー、１０……高抵抗、１１……蓄電器、１２……
演算増幅器、１３……強度設定器、ａ，ｂ……レ
ーザー光のモード、Ｇ……レーザー利得曲線。
Claims (1)
- １ 内部共振器を有する気体レーザーの発振光の
うち、１つの偏光成分を有する光を検出し、該検
出された１つの偏光成分の光の強度が、ある一定
の強度調整値となるごとく該気体レーザーの温度
を制御することにより、該気体レーザーの共振器
長を制御する第１の共振器長制御系と、前記強度
調整値に対応した光強度電気信号と、該光強度電
気信号に対して独立に設定した他の強度設定値に
対応した設定電気信号を発生せしめる手段により
発生された設定電気信号と前記光強度電気信号の
値の比較を行ない、該設定電気信号と前記光強度
電気信号の大小により正負の電圧を発生せしめる
手段により正負の電圧を発生せしめ、該正負の電
圧を蓄電器等でつくられた積分器と充放電を徐々
に行なう機能を有する電気回路からなる長時定数
の積分手段に印加し、該長時定数の積分手段で得
られる電気信号を前記第１の共振器長制御系の信
号に加算する第２の共振器長制御系より構成され
該第２の共振器制御系により前記強度調整値を
徐々に補正して前記独立に設定された強度設定値
に近づけることを特徴とする周波数ならびに強度
安定化レーザー装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8116585A JPS61239685A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 周波数ならびに強度安定化レ−ザ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8116585A JPS61239685A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 周波数ならびに強度安定化レ−ザ−装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61239685A JPS61239685A (ja) | 1986-10-24 |
| JPH0337872B2 true JPH0337872B2 (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=13738846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8116585A Granted JPS61239685A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 周波数ならびに強度安定化レ−ザ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61239685A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0614570B2 (ja) * | 1987-04-28 | 1994-02-23 | シャープ株式会社 | 光出力安定化方法および該方法に使用する光検出器 |
| JP7304061B2 (ja) * | 2019-05-31 | 2023-07-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光周波数・位相の自動安定化装置 |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP8116585A patent/JPS61239685A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61239685A (ja) | 1986-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |