JPH04134868U - パルスレーザ光発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より高い周波数のパルスレーザ光を得る。 【構成】 パルスレーザ発振器１と、裏面に全反射膜２
１を持ち、表面にそれぞれ所定の透過率の透過膜帯１６
〜２０を所定の間隔で持つスラブ型光学素子１３を設け
る。さらにスラブ型光学素子１３にはパルスレーザ発振
器１の出力光が全反射膜２１および透過膜帯１６〜２０
間で順次反射されるように入光される。このようにして
表面から光路差づつ遅れたより高い周波数のパルスレー
ザ光が出力される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自由電子レーザ等の電子銃に適用されるパルスレーザ光発生装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

図７にＲＦ引出フォトカソード装置を示す。この装置は電子銃の１種であり、 レーザ発振器０１から出たパルス光０２をカソード材０３に照射するとカソード 材０３から電子０４が光電子放出過程により飛出す。それをＲＦ加速空洞０５に 導入し、ＲＦ駆動回路０６からの高周波で加速するというものである。

【０００３】 従来の装置ではレーザ発振器０１として、図８に示すようなパルス光発振器を 組込んだ短パルス発振器を用いる。このレーザ発振器は出力透過鏡０７と全反射 鏡０８の間にレーザ媒質０９及び可飽和吸収体１０を有し、図９に示すようなパ ルスのレーザ光を出力する。パルス幅ｔ₂ は可飽和吸収体１０の特性に依存する が、パルスピッチｔ₁ は共振器長Ｌに依存し、式（１）で表される。

【０００４】 ｔ₁ ＝２Ｌ／Ｃ………（１） ここでＣは光速 この種のレーザは、一般にレーザ媒質、可飽和吸収体、光学部品等を共振器内 に含んでいるため、共振器長Ｌが比較的長くなり、ｔ₁ ＞１０ｎｓｅｃ程度とな る。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のパルス発振器ではパルスピッチｔ₁ ＞１０ｎｓｅｃである。したが って、ＲＦ周波数とのマッチングを考慮すれば、１００ＭＨｚ程度のＲＦ駆動源 しか利用できず、電子加速に長尺のＲＦ加速空洞を必要とした。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決するため次の手段を講ずる。

【０００７】 すなわち、パルスレーザ光発生装置として、パルスレーザ発振器と、裏面に全 反射膜を持ち、表面にそれぞれ所定の透過率の透過膜帯を所定の間隔で持つスラ ブ型光学素子とを備え、上記スラブ型光学素子には上記パルスレーザ発振器の出 力光が上記全反射膜および上記透過膜帯間で順次反射されるように入光される構 成にした。

【０００８】

【作用】

上記手段により、スラブ型光学素子にパルスレーザ発振器からパルスレーザが 入光する。このレーザ光は最初の透過膜帯で一部透過して出力する。またその他 は反射され裏面の全反射膜で反射された後次の透過膜帯に達し、その一部が透過 して出力する。この出力パルスは初めの出力パルスから光路差分、すなわちｔ₃ 遅れて出力する。以下同様に繰り返されてパルス列が出力する。

【０００９】 このようにして、入射光の周期よりも高い周期１／ｔ₃ のパルスレーザ光がえ られる。

【００１０】

【実施例】

本考案の一実施例を図１から図６により説明する。

【００１１】 なお、従来例で説明した部分は、説明を省略し、この考案に関する部分を主体 に説明する。

【００１２】 図１にて、スラブ型光学素子１３は平板型で対向する端面ａが斜め平行に形成 されている。光学素子１３のＡ面（表面）、Ｂ面（裏面）を図２、図３に示す。 裏面には全反射膜２１が設けられる。また表面には端面ａに平行に所定の間隔で 透過膜帯１６，１７，１８，１９，２０が設けられている。透過膜帯は裏面のコ ーナが鋭角側の端面ａ（＝ａ₁ ）に近い側から順次１／５，１／４，１／３，１ ／２，１／１の透過率を持つ。さらに光学素子１３にはレーザ媒質がドープされ ている。

【００１３】 光学素子１３の端面ａ₁ 側に光学素子１３の長手軸に光軸を配置したＭＨｚ帯 パルスレーザ発振器１が設けられる。また他方の端面側にダンパ１５が設けられ る。さらに表面側には出力光をカソード材３上に集光する集光レンズ１４が設け られる。

【００１４】 以上において、パルスレーザ発振器１からのパルスレーザ光２が光学素子１３ のａ₁ 面に入射し、裏面で反射して表面の透過膜帯１６に達し、その１／５が透 過してパルス光１２−１となる。他の４／５は反射して光路Ｌ_B を経て再び裏面 で反射して行路Ｌ_A を経て表面の次の透過膜帯１７に達し、その１／４が透過し て次のパルス光１２−２となる。以下同様にしてパルス光１２−３，１２−４， １２−５が順次出力される。これらパルス光の時間間隔ｔ₃ は光路差Ｌ_A ＋Ｌ_B によって生じる。例えばＬ_A ＋Ｌ_B ＝３cmに設定すれば、ｔ₃ ＝１００Ｐｓｅｃ （＝１０ＧＨｚ）のパルスレーザ光が出力される。以上の関係をブロック図で示 すと図４のようになる。入力光の時間関係を図５に、出力光の時間関係を図６に 示す。

【００１５】 またパルス光は光学素子１３を通過中、レーザ媒質により増幅される。 これらのＧＨｚ帯のパルス光は集光レンズ１４で集光されカソード材３に照射 される。このとき集光レンズ１４の入射角θを調節することにより光路長Ｌ₁ 〜 Ｌ₅ が変化されパルス間隔の微調節を行うことができる。

【００１６】 以上のようにして自由電子レーザ用に適したＧＨｚ帯のパルス光が容易に得ら れ、かつその周波数の微調整が可能となる。したがってＲＦ加速空洞をコンパク ト化でき、かつ高効率化できる。

【００１７】 上記で、光学素子１３の裏面の全面に全反射膜を設けたが、光路に当る部分毎 に設けてもよい。

【００１８】

【考案の効果】

以上に説明したように本考案によれば、パルスレーザ光をより高い周波数のパ ルスレーザ光に容易に変換して出力できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の全体構成断面図である。

【図２】同実施例の図１のＡ面平面図である。

【図３】同実施例の図１のＢ面平面図である。

【図４】同実施例の作用説明図である。

【図５】同実施例の作用説明図である。

【図６】同実施例の作用説明図である。

【図７】従来例のＲＦ引出しフォトカソード装置の全体
構成図である。

【図８】同従来例のレーザ発振器部の構成図である。

【図９】同従来例の作用説明図である。

【符号の説明】

１ ＭＨｚ帯パルスレーザ発振器 ２ ＭＨｚ帯パルスレーザ光 ３ カソード材 １１ ＧＨｚ帯パルスレーザ光発生器 １２−１〜１２−５ ＧＨｚ帯パルスレーザ光 １３ スラブ型光学素子 １４ 集光レンズ １５ ダンパー １６〜２０ 部分透過膜 ２１ 全反射膜

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルスレーザ発振器と、裏面に全反射膜
   を持ち、表面にそれぞれ所定の透過率の透過膜帯を所定
   の間隔で持つスラブ型光学素子とを備え、上記スラブ型
   光学素子には上記パルスレーザ発振器の出力光が上記全
   反射膜および上記透過膜帯間で順次反射されるように入
   光される構成にあることを特徴とするパルスレーザ光発
   生装置。