JPH04133488A

JPH04133488A - レーザ装置

Info

Publication number: JPH04133488A
Application number: JP25640690A
Authority: JP
Inventors: Kiwamu Takehisa; 究武久; Atsushi Miki; 幹　淳
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-09-26
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1992-05-07

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。

Description

【発明の詳細な説明】し産業上の利用分野］本発明は、レーザ装置に関し、特に、ウランの同位体分
離に用いる高出力、かつ、長寿命である波長可変レーザ
装置に関する。

［従来の技術］天然に存在するウラン中には、ウラン２３５はおよそ０
．７％しか含まれておらず、原子炉の燃料とするには、
これを濃縮する必要がある。

このウラン濃縮法には種々の方法がある。その一つに、
ウラン２３５の吸収スペクトルに一致する波長のレーザ
光を、原子状のウラン蒸気中に照射することで、ウラン
２３５だけを励起、電離させ、分離して濃縮する方法が
あり、原子法レーザウラン濃縮法と呼ばれる。

この原子法レーザウラン濃縮法に使用するレーザ装置に
ついては、応用物理、第５８巻、第２号（１９８９年）
、第２４９頁から第２５７頁に記載されている。

第８図を用いて、上記文献記載の原子法レーザウラン濃
縮法に使用するレーザ装置について説明する。

第８図は、上記レーザ装置を説明するための説明図であ
る。

第８図に示すように、上記レーザ装置は、ウラン２３５
の吸収スペクトルと一致した波長のレーザ光を発生でき
る波長可変レーザ族Ｍ８ｏと、このレーザ族Ｗ８０を動
作させるための励起源となる励起用レーザ装置８１とを
備えて構成される。

ウラン２３５を含む分離チェンバー８４に、上記レーザ
光を照射することにより、ウラン２３５だけを励起、電
離させ、分離して濃縮する。

波長可変レーザ装置８０には、色素レーザが用いられ、
一方、励起用レーザ装置８１には銅蒸気レーザ（Ｃｏｐ
ｐｅｒ　Ｖａｐｏｒ　Ｌａ５ｅｒ　：　ＣＶ　Ｌ　）が
用いられる。

また、波長可変レーザ装置８０は、発振波長（発振波長
はウラン２３５の吸収スペクトルに合せる）とパルス幅
とを特定するための発振器８２と、この発振器８２から
のレーザ出力を高めるための増幅器８３とを備えて構成
される。増幅器は、場合によっては２段、３段と多段で
構成される。

これら発振器８２と増幅器８３とは、同じ種類の色素が
レーザ媒質として用いられる。

この色素レーザを用いる波長可変レーザ装置８０では、
発振器８２と増幅器８３とは横励起方式が一般的である
。

この横励起方式の構成を第６図に示す。

この横励起方式においては、励起光６９のビーム径は、
発振器や各段の増幅器における色素セル６４ａ、６４ｂ
、６４ｃの長さに合わせる必要がある。そのために、第
６図で示すように１回折格子６５と出力鏡６６とで共振
器が組まれた発振器６０や、増幅器６１ａでは、ビーム
径縮小器６２ａ、６２ｂが必要である。

また１色素レーザの誘導放出断面積は、波長可変固体レ
ーザに比べて２７４桁も大きいので、誘導自然放出光（
以下、Ａ　Ｓ　Ｅ　（Ａ＋＋＋ｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎ
ｔａｎｅｏｕｓ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）という。）が生じ
やすい。

そのため、増幅器６１に色素レーザを用いる場合におい
ては、増幅器６１に対して、発振器６０からの発振光６
８が入射する前に、励起光が照射されるときは、励起さ
れた色素分子によりＡＳＥが生じやすくなる。

そこで、これを防ぐために、増幅器６１へ発振光６８が
入射する前に、増幅器６１へ励起光６９が照射されるこ
とを防止するために、励起光６９を光遅延路（Ｏｐｔｉ
ｃａｌ　Ｄｅｌａｙ）　６３に通す必要がある。

［発明が解決しようとする課題］上記従来技術では、色素レーザにおける色素分子の劣化
に関しては考慮されていないので、レーザ動作中に生じ
る色素の劣化により、レーザ出力が低下するという問題
がある。

レーザ出力の低下防止のために、新しい色素を補充する
方法もとられているが、レーザ用色素は、一般に、１ｇ
で数千円と非常に高価なため、ランニングコストが高く
なるという問題がある。

特に、ウラン同位体分離用では、分離・濃縮量がレーザ
出力に比例するので、色素レーザには高出力化が要求さ
れる。一方、レーザ出力を高出力にするには、励起光の
出力を増加させなければならないが、色素の劣化量は励
起光の出力に比例するので、色素の劣化の問題は、従来
の技術では、本質的に避けられないものとされている。

また１発振器と増幅器とを横励起方式としているので、
装置全体の面積が増し、光学系の配置が複雑になるとい
う問題もある。

本発明の目的は、レーザ媒質を交換することがほとんど
無く、所定の波長とパルス幅とピークパワーとを有する
レーザ光を照射でき、さらに、構造が比較的簡単なレー
ザ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的は、色素レーザを用いるレーザ発振器と、この
レーザ発振器から取り出されるレーザ光を増幅する、固
体レーザを用いる１または複数のレーザ増幅器と、上記
レーザ発振器およびレーザ増幅器を励起する励起用レー
ザ装置とを備えて構成されるレーザ装置によって達成で
きる。

また、パルス幅が５０〜１００ｎｓ程度で高い出力のレ
ーザ光を高い効率で発生させるために、励起用レーザと
して銅蒸発レーザ（ＣＶＬ。

Ｃｏｐｐｅｒ　Ｖａｐｏｒ　Ｌａ５ｅｒ）を用いてもよ
い。

また、波長約６５０〜１ｌ１００ｎの範囲でレーザ光を
発生させるために、波長可変固体レーザとしてＴ　ｘ　
”　：　Ａ　１２Ｏ３（タイサファイアと呼ばれる）の
結晶を用いてもよい。

また、励起光源も含めた装置全体の効率を上げるために
、ＣＶＬから取出されるレーザ光のうち波長が約５７８
ｎｍの成分のものを、発振器の励起光源として用いても
よい。

また、特に、波長約７００〜９００ｎｍの範囲で効率良
くレーザ光を発生させるために、発振器の色素レーザに
、スチリル系の色素を用いてもよい。

また、増幅器の励起光源をコンパクトで調整が簡単なも
のにするために増幅器においてｃｒ　：ＢｅＡｌ２Ｏ４
の結晶を含み、かつ励起光源にランプを用いてもよい。

［作　用］本発明に係るレーザ装置における増幅器に用いるタイサ
ファイアレーザのような波長可変固体レーザは１色素レ
ーザと同程度か、あるいは、それよりもはるかに広範囲
にわたって波長を同調できる。

さらに、レーザ媒質が有機物からなる色素レーザとは異
なり、レーザ媒質は無機物である固体からなるため、劣
化が無く半永久的に使用できる。

しかし、この固体レーザを、励起光源としてＣｖＬ等の
ような、パルス幅が１００ｎｓ程度のレーザで励起させ
て、レーザ発振器として動作させると、発振光のパルス
幅はおよそＩｏｎｓ以下となる。

この理由については、以下に説明するように。

ジャーナル　オブ　オプティカル　ソサエテイオブ　ア
メリカ　Ｂ、第３巻、第１号、１９８６年、第１２９頁
（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　０ｐｔｉｃａｌ　５ｏｃｉｅ
ｔｙ　ｏｆＡｎ＋ｅｒｉｃａ　　Ｂ、■０１３、Ｎｏ、
　１．　Ｐ　１２９．１９８６）に記載されている。

発振光のパルス幅は、励起光のパルス幅にはあまり依存
しない。この理由は、この種の波長可変固体レーザでは
、誘導放出断面積が色素レーザに沈入で２〜４桁も小さ
いため、レーザ発振するまでに、およそ１００ｎｓ程度
の時間を要し、−度発振が始まると、それまでに励起さ
れていた電子が、−気に、エネルギーを放出するからで
ある。

その結果、一種の自己Ｑスイッチのようになり、ピーク
パワーは高いが、パルス幅は短かい急しゅんな波形にな
る。

例えば、励起光としてＣＶＬを用いた場合の色素レーザ
発振器とタイサファイアレーザ発振器との波形を第４図
に示す。

第４図の縦軸はレーザ出力相対値、横軸は時間（ｎｓ）
を示す。

同図に示すように、タイサファイアレーザ発振器を用い
た場合の波形は、ピークパワーは高いが。

パルス幅は短かい急しゅんな波形となる。

一方、ウラン濃縮用としてウラン同位体（ウラン２３５
）を分離する場合は、レーザのパルス幅としては４０ｎ
ｓ以上が好ましいことが、実験の結果かられかった。

上記について、第３図を用いて説明する。

第３図は、ウランに照射するレーザ光のパルス幅と、得
られたウラン２３５の濃度とを示すグラフである。

第３図の縦軸は得られたウラン２３５の濃度（％）、横
軸はパルス幅（ｎｓ）を示す。

同図に示すように、ウラン２３５の濃度を高くするには
、４０ｎｓ以上のパルス幅のレーザ光が必要である。

また、波長可変固体レーザを発振器として用いると、パ
ルス幅が短すぎて、ウラン２３５の収量が極めて低くな
ることがわかる。

そこで、本発明では発振器として色素レーザを用いて構
成しである。この理由は、誘導放出断面積が大きなもの
では１０−”ｃ！程度であり、固体レーザ等に比べて２
〜４桁大きいことや、レーザ遷移の上準位寿命が５ｎｓ
程度と非常に短かいことから、利得が高く発振しやすい
ことによる。

その結果、レーザのパルス幅としては、励起光のパルス
幅よりもＩｏｎｓ程度短かくなるだけであり、励起光の
パルス幅次第で自由に調整が可能となる。そこで、励起
光として、例えば、ＣＶＬのように、パルス幅がおよそ
５０ｎ　ｓ以上のものを用いれば、色素レーザ発振器の
パルス幅を４０　ｎ　ｓ以上にすることができる。

また、励起光源としてフラッシュランプ等のランプを用
いた場合は、一般に、発光時間が数μｓ以上となってし
まう。このため、発振器にフラッシュランプ等のランプ
を用いる場合は、レーザのパルス幅は数μｓ以上の長い
ものになっり、ピークパワーが低下し、ウラン２３５を
分離するエネルギとしては低すぎることになる。

そこで、本発明のように、フラッシュランプ等のランプ
は増幅器の励起用として用い、発振器としては、適当な
パルス幅が出せる色素レーザを用いれば良い。

上記のようにするのは、最終的に取出されるレーザ光の
パルス幅は、発振器から発生するパルス幅とほぼ等しい
ことによる。

［実施例コ次に、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

本発明の第１実施例について、第１図を用いて説明する
。

第１図は、本実施例に係るレーザ装置１００を説明する
ための説明図である。

このレーザ装置１００は、励起用レーザを出す銅蒸気レ
ーザ装置１と１色素レーザ発振器２と、波長可変レーザ
増幅器３と、銅蒸気レーザ１から出たレーザ光を波長約
５７８ｎｍと約５１１ｎｍとの２つのレーザ光に分ける
るダイクロイックミラ６と、上記波長約５７８ｎｍのレ
ーザ光を色素レーザ発振器２に照射するためのミラー群
７ａ。

７ｂ、８などと、上記波長約５１１ｎｍのレーザ光を２
方向に分割するビームスプリッタ１４と、ビームスプリ
ッタ１４によって分割された２つのレーザ光を波長可変
レーザ増幅器３に照射するミラー群７ｃ、７ｄなどと、
を備えて構成される。

そして、このレーザ装置１００から出たレーザ光５ｂは
、ウラン２３５を含んだ分離チェンバー４中に入射され
、ウラン２３５を励起、分離する。

色素レーザ発振器２の発振器は、出力鏡１９と。

発振波長を設定するための回折格子１１と、波長幅を狭
くするためにプリズムビーム拡大器１２とを備えて構成
されている。

色素ジェット膜９としては、スチリル系の色素をエチレ
ングリコールに解かしたものを使用する。

この理由は、この色素溶液は、波長５７８ｎｍの光を良
く吸収し、波長７００〜９００ｎｍの波長で効率良くレ
ーザ動作できるからである。

次に、このレーザ装！１００の作用について説明する。

励起用レーザ装置である銅蒸気レーザ装置１から出たレ
ーザ光１ａは、パルス幅が６０ｎ　ｓ程度であり、波長
が約５１１ｎｍと約５７８ｎｍとの２つの成分から成る
にのレーザ光１ａは、ダイクロイックミラー６によって、
波長５７８ｎｍのレーザ光１ｂは反射し、波長５１１ｎ
ｍのレーザ光ＩＣは透過する。

レーザ光１ｂはミラー７ａで反射した後、集光レンズ８
で徐々に絞られながら、ミラー７ｂで反射し、ダイクロ
イックミラー１５ａを透過し、色素レーザ発振器２中の
色素溶液である色素ジェット膜９中に照射される。

そして、発振光は、励起光が照射されてから１０ｎｓ程
度遅九で発生するため、パルス幅としてはおよそ５０ｎ
ｓ程度のものが得られる。

一方、波長５１１ｎｍのレーザ光１ｃは、焦点距離がお
よそ１ｍ程度と比較的長い凸レンズ１３を通り、ゆるや
かに絞られながら進み、ビームスプリッタ１４によって
、レーザ光１ｄとレーザ光１ｅとの２方向に分割される
。それぞれのパワーとしては、レーザ光１ｅのパワーが
レーザ光１ｄのパワーより大きくなるように分割される
。この分割比としては、ここではおよそ１対２程度とす
る。

このように、ビームスプリッタ１４によってレーザｌｅ
のパワーが、レーザ光１ｄのパワーよりも大きくなるよ
うに分割する理由を以下に示す。

色素レーザ発振器２から出たレーザ光５ａは、タイサフ
ァイア結晶をレーザ媒質とする波長可変レーザ増幅器３
中を通る間に、そのピークパワーが次第に高くなるよう
に増幅される。増幅させるべきレーザ光のピークパワー
の高い所では、励起光のパワーも高い方が効率良く励起
できる。そのために、レーザ光５ａの進光方向に対する
反対方向から照射されるレーザ光１ｅのパワーを、レー
ザ光１ｄのパワーよりも大きくするのである。

次に、分割されたレーザ光１ｄ、ｌｅについて説明する
。

レーザ光１ｄと１ｅは、それぞれミラー７ｃ、７ｄで反
射した後、ダイクロイックミラー１５８゜１５ｂを透過
して、タイサファイア結晶をレーザ媒質とする波長可変
レーザ増幅器３に集光されるように照射される。

レーザ媒質としてタイサファイア結晶が用いられている
理由は、この結晶は波長５１１ｎｍのレーザ光１ｄ、１
ｅを良く吸収して効率良くレーザ動作できるからである
。

また、ダイクロイックミラー１５ａ、１５ｂは、波長約
６００ｎｍ以下の光に対しては９０％以上を透過するが
、波長約７００〜９００ｎｍの光に対しては９９％以上
を反射するように作られている。このため、色素レーザ
発振器２から発振するレーザ光５ａは、タイサファイア
結晶中で増幅作用を受け、強められてレーザ光５ｂとし
て取出される。

このレーザ光５ｂのパルス幅は、パルス幅が約５０ｎ　
ｓの発振光であるレーザ光５ａとほぼ等しいため、ウラ
ン濃縮などの同位体分離には最適である。

本実施例においては、励起光としてＣＶＬのレーザ光を
利用しており、波長が約５７８ｎｍのレーザ光１ｂを、
色素レーザ発振器２中のスチリル系の色素から成る色素
溶液に照射し、一方、波長が約５１１ｎｍのレーザ光１
ｃを、波長可変固体レーザ増幅器３のレーザ媒質である
タイサファイア結晶に照射している。

この理由を第２図を用いて説明する。

第２図は、吸収強度と波長との関係を示すグラフであり
、縦軸は吸収強度、横軸は波長（ｎｍ）を示す。

スチリル系の色素から成る色素溶液およびタイサファイ
ア結晶はともに、良く知ら九でいるように７００〜９０
０ｎｍにおいて蛍光を放出し、レーザ動作できるが、励
起のための吸収スペクトルとしては、第２図に示したよ
うに、スチリル系の色素は波長５７８ｎｍの光に対して
強く吸収するのに対して、タイサファイア結晶は波長５
１１ｎｍの光の方を強く吸収するからである。

つまり、一般には、吸収スペクトルのピークをとる波長
の値と、蛍光スペクトルのピークをとる波長の値とを比
べると、後者の方が、レーザ用色素では５０〜２００ｎ
ｍ長いのに対し、波長可変固体レーザに用いるタイサフ
ァイア結晶では２００〜３００ｎｍも長いので、励起光
の波長として異なった値のものを用いることができる。

この点に関しては、従来、ＣＶＬを励起光源とした色素
レーザ装置の場合においては、例えば、色素としてロー
ダミン６Ｇを用いたときは、励起光には波長５１１ｎｍ
の成分だけしか有効に吸収しないので、波長５７８ｎｍ
のレーザ光は利用していない。

これに対し、本実施例においては、波長５１１ｎｍと５
７８ｎｍの両方のレーザ光を励起光源として有効に利用
できるため、励起光源まで含めた装置全体の効率が向上
する。

また１本実施例によれば、色素レーザ発振器において、
共振器長が短かくても縦励起でき、色素ジェット膜を用
いることができる。その結果、１閣以下の極めて薄い膜
が適用でき、−船釣な色素セルを用いた横励起の場合よ
りも共振器長をさらに短かくでき、発振するレーザ光が
単一縦モードになりやすくなり、発振光の波長幅が狭帯
化されるため、ウラン２３５の吸収スペクトル内に波長
を合せることが容易になるという効果がある。

この効果について、次に詳細に説明する。

この固体レーザ結晶の励起光に対する吸収長（励起光パ
ワーがｌ／ｅ（ｅ＝２．７１８）に減衰する距離）は、
短くてもおよそ６〜７ｍ＋＋あり、結晶中にドープする
Ｔｉ　　などのイオンの濃度に限界があるため、この長
さより短かくできない。

一方、増幅器に入射させる入射レーザ光のビーム径は、
一般に、０．５〜２ｍ程度である。

このため、励起光を入射レーザ光の横方向から照射する
横励起方式では、励起光のパワーが、入射ビームの通る
部分を突き抜けてしまう。そこで、このような固体レー
ザの場合、励起光は入射ビームにそって同方向から照射
する縦励起方式のほうが適することがわかった。

従って、励起光を照射する際には、入射ビームと励起光
ビームのそれぞれの波長において、透過率（あるいは反
射率）が大きく異なるダイクロイックミラー（第１図に
おいては１５ａ、１５ｂに当る）が必要となる。

そこで、このダイクロイックミラーを利用すると、第１
図におけるダイクロイックミラー１５ａのように、励起
光を、発振器である色素レーザの色素溶液に対して、縦
励起することができる。

この点に関しては、第１図に示す色素レーザ発振器２の
ように、共振器長が比較的短かく構成されている場合に
おいて、第５図で示すように１色濃溶液５ｏに対して縦
励起しようとしても、励起光による励起部分５１と、共
振器内で発振するレーザ光の通過部分５２とが一致しな
いので、励起効率が悪く、レーザ出力が低くなる。

このように、本実施例に係るのレーザ装置１００は、色
素レーザ発振器２の共振器長が短かくても、縦励起でき
るので、第１図に示したように色素ジェット膜９を用い
ることができる。つまり、１ｍ以下の極めて薄い膜が適
用できるので、−船釣な色素セルを用いた横励起の場合
よりも共振器長をさらに短かくできる。その結果１発振
するレーザ光が単一縦モードになりやすくなり、発振光
の波長幅が狭帯化されるため、ウラン２３５の吸収スペ
クトルに波長を合せることが容易になるという上記の効
果がある。

（以下、余白）次に、本発明の第２実施例に係るレーザ装置にについて
、第７図を用いて説明する。

第７図は、第２実施例に係るレーザ装置７０を説明する
ための説明図である。

このレーザ装置（７０は、色素レーザ発振器７２と、こ
の色素レーザ発振器７２のための励起用レーザ装置であ
るＹＡＧレーザ装置７１と、色素レーザ発振器７２から
出たレーザ光７５ａのビーム径を拡大するビーム径変換
器７６と、このビーム径変換器７６によって拡大された
レーザ光７５ｂを増幅する増幅器７３と、この増幅器７
３のための励起するためのＸｅフラッシュランプ７７と
を備えて構成される。

色素レーザ発振器７２には、ＤＯＴＣ系の色素が用いら
れ、励起光としては、Ｑスイッチ動作のＹＡＧレーザ７
１から出る第２高調波である波長５３２ｎｍのレーザ光
７１ａが用いられる。

また、増幅器７３における波長可変固体レーザ媒質とし
ては、Ｃｒ　　：　Ｂ　ｅ　Ａ　１２０４結晶（以下。

アレキサンドライトという、）が用いられており。

約１１００ｎ程度の広い波長範囲でレーザ動作する。

次に、このレーザ装置７０の作用について説明する。

ＹＡＧレーザ７１から出る波長５３２ｎｍのレーザ光７
１ａは、色素レーザ発振器７２に照射され、波長約７５
０ｎｍ、パルス幅が約１００ｎｓのレーザ光７５ａとな
る。

次に、このレーザ光７５ａはビーム径変換器７６を通り
、ビーム径が拡大されて、レーザ光７５ｂとなり、増幅
器７３．に照射される。

この増幅器７３に、レーザ光７５ｂが入射するタイミン
グよりも、およそ１ｏ○〜５００μＳ前に、Ｘｅフラッ
シュランプ７７を発生させる。この理由は、レーザ光７
５ｂが増幅器７３に入射する時までに、励起状態の電子
を多量に蓄積するためである。この結果、レーザ光７５
ｂは強く増幅され、レーザ光７５ｃとして取出される。

本実施例では、増幅器７３の波長可変固体レーザ媒質と
して、アレキサンドライトを用いており。

この媒質は、レーザの上準位の自然放出寿命が２００〜
３００μｓと比較的長いので、フラッシュランプで励起
することができ、装置の構成が簡単になるという効果が
ある。

これに対して、逆に、この波長可変固定レーザを発振器
として用いると、発振光のパルス幅も数百ｎｓから数μ
ｓ程度と極めて長くなり、その結果、レーザパルスのピ
ークパワーが大きく低下し。

ウラン分離には使用できない。

また、フラッシュランプ励起のアレキサンドライトレー
ザ発振器は、一般に、ロンド長が約５０Ｉ以上あり１発
振するビーム径が数ミリ程度と太くなるので、波長選択
素子としてのプリズム等が大型化し、その結果、共振器
は少なくとも２０ａｎ以上の長さになる。このため、多
数の縦モードで発振してしまう。

これに対して、色素レーザを発振器にすると、上述した
ように、パルス幅の調整が容易に行え、本実施例では約
９０ｎ　ｓのパルス幅となるため、増幅器３通過後もパ
ルス幅は保たれる。さらに、色素レーザ発振器７２にお
いては、色素セルの長さがｌａｍ前後でよく、また、発
振するビーム径も一般にｌｌ１１１１以下と細くできる
。このため、共振器長を１０ａ程度まで短かくすること
ができ、単一縦モードでの発振がしやすくなるという効
果がある。

さらにアレキサンドライトは、光学的損傷しきい値がお
よそ３０　ＧＷ／ａ！と極めて高く、レーザ結晶として
のＹＡＧよりも優れているため、励起光強度やレーザ光
のパワーの高い増幅器として使用するのに適していると
い、う効果がある。

［発明の効果コ本発明によれば、色素の劣化が生じるのは、発振器の部
分だけであり、これに対する励起光の照射パワーとして
は、平均出力１０Ｗ程度で十分である。そのため、励起
光の残りの全出力である。

例えば、２４０Ｗ程度を、増幅器に対して供給すれば良
い。その結果、色素の劣化量は、励起光の全出力を色素
レーザ発振・増幅器に供給する場合の色素の劣化量の４
％（＝１０／２５０）程度で済むという効果がある。

また、光遅延路等の装置が不要となるので、レーザ装置
の構造が簡単になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例を説明するための説明図、第２図は
波長と吸収強度の関係を示すグラフ、第３図はパルス幅
とウラン２３６の濃度の関係を示すグラフ、第４図はパ
ルス幅とレーザ出力交代値の関係を示すグラフ、第５図
は共振器長が比較的短い場合において縦励起するときを
説明する説明図、第６図は従来技術のレーザ装置を説明
する説明図、第７図は第２実施例に係るレーザ装置を説
明するための説明図、第８図は従来技術のレーザ装置を
説明するための説明図である。１・・・銅蒸気レーザ装置、２，７２・・・色素レーザ
発振器、３・・・波長可変レーザ増幅器、４・・・分離
チェンバー、６．１５ａ、１５ｂ・・・ダイクロイック
ミラ、１４・・・ビームスプリッタ、７０，１００・・
・レーザ装置、７１・・・ＹＡＧレーザ装置、７６・・
・ビーム径変換器、７７・・・Ｘｅフラッシュランプ。

Claims

【特許請求の範囲】１、色素レーザを用いるレーザ発振器と、このレーザ発
振器から取り出されるレーザ光を増幅する、固体レーザ
を用いる１または複数のレーザ増幅器と、上記レーザ発
振器およびレーザ増幅器を励起する励起用レーザ装置と
を備えて構成されることを特徴とするレーザ装置。２、上記固体レーザは、波長可変固体レーザであること
を特徴とする請求項１記載のレーザ装置。３、上記波長可変固体レーザに用いるレーザ媒質は、サ
ファイア中にチタンの３価イオンが混入している結晶を
含んで構成されていることを特徴とする請求項２記載の
レーザ装置。４、上記色素レーザに用いるレーザ媒質は、スチリル系
の色素を含んで構成されていることを特徴とする請求項
１、２または３記載のレーザ装置。５、上記励起用レーザ装置に用いるレーザ媒質は、銅蒸
気を含んで構成されていることを特徴とする請求項１、
２、３または４記載のレーザ装置。６、上記励起用レーザ装置から取出されるレーザ光のう
ち、波長が約５７８ｎｍの成分を、レーザ発振器の励起
用レーザ光とすることを特徴とする請求項１、２、３、
４または３記載のレーザ装置。７、色素レーザを用いるレーザ発振器と、このレーザ発
振器から取り出されるレーザ光を増幅する、固体レーザ
を用いる１または複数のレーザ増幅器と、上記レーザ発
振器を励起する励起用レーザ装置と、上記レーザ増幅器
を励起するフラッシュランプとを備え、上記レーザ増幅
器のレーザ媒質は、Ｃｒ：ＢｅＡｌ＿２Ｏ＿４結晶を含
んで構成されていることを特徴とするレーザ装置。８、上記励起用レーザ装置は、ＹＡＧレーザを用いるレ
ーザ装置であることを特徴とする請求項７記載のレーザ
装置。９、励起用レーザ光を、レーザ媒質中で増幅させるべき
レーザ光の進行方向と同方向、および正反対の方向の２
つの方向から照射し、かつ、この正反対の方向から照射
する励起用レーザ光の出力が、上記同方向から照射する
励起用レーザ光の出力よりも大きいことを特徴とするレ
ーザ光の増幅方法。１０、レーザ発振器と増幅器とを、励起用レーザ光によ
って縦励起することを特徴とする請求項１、２、３、４
、５または６記載のレーザ装置。１１、励起用レーザを出す銅蒸気レーザ装置と、この銅
蒸気レーザを励起用レーザとする色素レーザ発振器と、
この色素レーザ発振器から出るレーザ光を増幅する波長
可変レーザ増幅器と、銅蒸気レーザから出たレーザ光を
波長約５７８ｎｍと約５１１ｎｍとの２つのレーザ光に分ける
るダイクロイックミラと、上記波長約５７８ｎｍのレー
ザ光を色素レーザ発振器に照射するための第１のミラー
群と、上記波長約５１１ｎｍのレーザ光を２方向に分割
するビームスプリッタと、ビームスプリッタによって分
割された２つのレーザ光を波長可変レーザ増幅器に照射
する第２のミラー群と、を備えて構成されることを特徴
とするレーザ装置。１２、ウラン２３５の分離用レーザ装置として用いる請
求項１、２、３、４、５、６、７、８、１０または１１
記載のレーザ装置と、ウラン分離室とを備えて構成され
ることを特徴とするウラン濃縮装置。１３、レーザを用いる濃縮ウランの製造方法において、
波長がウラン２３５の吸収スペクトルとほぼ一致し、パ
ルス幅が４０ｎｓ以上のレーザ光をウランに照射するこ
とを特徴とする濃縮ウラン製造方法。