JPH04258189A - インジェクションロック同調制御装置 - Google Patents

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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、インジェクションロッ
ク法を用いたレーザ共振器の同調制御装置に関するもの
である。

【０００３】

【従来の技術】一般に、パルス励起レーザ発振装置は、
レーザ共振器の光学的共振器長によって決まる複数の共
振周波数で同時発振する。これを、単一の周波数で発振
させるために、いくつかの方法が行われているが、その
１つにインジェクションロック法がある。

【０００４】このインジェクションロック法を用いたレ
ーザ共振器は、親となるレーザ（以下、マスターレーザ
と称す）と子となるレーザ共振器とを組み合わせ、マス
ターレーザからの弱い種となるレーザ光を子となるレー
ザ共振器に送り、子となるレーザ共振器の強力なレーザ
励起領域のゲインを用いて、マスターレーザ光と同質の
強力なレーザ光を得るものである。

【０００５】図５に、従来から用いられているインジェ
クションロック方式のレーザ共振器の一例を示した。即
ち、予め単一周波数発振させたマスターレーザ１の光は
、減衰器２によって必要な強度に調整され、折り返しミ
ラー３、インジェクションミラー４によって、子となる
レーザ共振器のゲイン５内に注入される。この注入され
たマスターレーザの光を種として、パルスレーザー発振
を成長させ、強力なレーザ光を得るようにしたものであ
る。

【０００６】上記の様に、インジェクションロック方式
のレーザ共振器は、マスターレーザの周波数で定まる周
波数で発振を行わせることができる。このとき、マスタ
ーレーザの発振周波数と、子となるレーザ共振器の共振
器長によって定まる共振周波数が一致（同調）している
必要がある。このため、レーザ共振器の同調状態を検出
する検出器８と、検出された偏光方向信号に基づいてレ
ーザ共振器の光学的長さを制御するためのフィードバッ
ク機構９及びフィードバック信号に従ってレーザ共振器
の光学的長さを調節する共振器長調節機構１０から成る
インジェクションロック同調制御装置が設けられ、同調
を制御することができるように構成されている。

【０００７】また、前記同調状態の検出方法としては、
パワーメータにより、マスターレーザの強度と出力光の
強度とを測定して共振状態を調べる方法や、パルス励起
を行ってから発振が開始するまでの時間が同調時に最小
になることを利用した方法が用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様なインジェクションロック同調制御装置には、以下に
述べる様な解決すべき課題があった。即ち、前者は同調
検出を非発振時に行うため、発振状態での同調状態とは
必ずしも一致しないという問題があり、また、後者は、
同期のために用いている発振遅延時間は、レーザ共振器
のアライメント状態や発振出力などに大きく左右される
ため、一定時間毎に共振器長を大きく走査して発振遅延
時間の最小点を求める必要があり、原理的に１００％の
確率で同調を行うことが不可能であるという欠点があっ
た。

【０００９】本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解
消するために提案されたものであり、その目的は、実レ
ーザパルスを用いた同期検出で、共振器長の大きな走査
を必要としない、精度の高いインジェクションロック同
調制御装置を提供することにある。

【００１０】［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、インジェクシ
ョンロック法を用いたレーザ共振器に配設される同調制
御装置であって、その偏光方向を検出するための検出器
と、検出された偏光方向信号によりレーザ共振器の光学
的長さを制御する信号を送出するフィードバック機構と
、この制御信号によりレーザ共振器の光学的長さを調節
する調節機構より成るインジェクションロック同調制御
装置において、前記検出器を、マスターレーザの偏光方
向と直交する光成分のみを検出するように構成したこと
を特徴とするものである。

【００１２】

【作用】以上の構成を有する本発明のインジェクション
ロック同調制御装置によれば、インジェクションロック
の同調時には、出力光はマスターレーザと同一の偏光方
向の直線偏光となるため、検出器における検出信号は０
となり、一方、同調がずれるに従い、ランダム偏光の成
分が増すため、検出信号は大きくなる。従って、検出器
の検出信号が０になるように、レーザ共振器の光学的長
さを調節すれば、常に同調状態に保つことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて具体的に説明する。なお、図５に示した従来型と
同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

【００１４】本実施例においては、図１に示した様に、
出力ミラー６の背面側にブリュスター板２０が設けられ
、その反射光をジュールメーター２１によって検出する
ように構成されている。このブリュスター板２０は、マ
スターレーザの偏光方向と直交する成分の光のみを反射
するように構成されている。また、ジュールメーター２
１の出力は、ＡＤコンバーター２２を介して、計算機２
３に送られて信号処理され、さらに、計算機２３より出
力される制御信号が、ピエゾコントローラー２４を介し
て、レーザ共振器のリアミラー７に取付けられたピエゾ
素子２５に送られるように構成されている。

【００１５】なお、前記ジュールメーター２１の信号は
、同調時には０である。これは、同調時には、出力光は
マスターレーザと同一の偏光方向の直線偏光となってい
るため、ブリュスター板２０による反射光は０となるた
めである。一方、同調がずれるに従い、ランダム偏光の
成分が増し、ジュールメーター２１の信号は大きくなる
。

【００１６】また、前記計算機２３は、ジュールメータ
ー２１の信号が大きくなると（即ち、同調がずれると）
、共振器長を微小変化させるようにピエゾコントローラ
ー２４に制御信号を出し、ピエゾ素子２５を用いて共振
器長を微小変化させるように構成されている。

【００１７】ここで、共振器長を変化させたときのマス
ターレーザ光及び自然放出光の共振器内での強度変化を
、図２を参照して説明する。即ち、自然放出光のスペク
トル幅は、（ｆ＝２×共振器長／光速）で決まる共振器
の共振周波数に対して十分に広いため、共振器長に関係
なく強度は一定である。これに対し、注入されたマスタ
ーレーザ光は、マスターレーザー周波数と共振器長によ
って決まる共振周波数とが一致した時に最大となる様な
曲線を描く。この様に、注入されたマスターレーザ光が
共振して強め合い、自然放出光の強度を上回ったときに
同調状態となり、共振器は注入されたマスターレーザ光
を種に発振を成長させる。このときの出力の偏光方向は
、マスターレーザーと同じになる。

【００１８】一方、共振器の共振周波数とマスターレー
ザ光の周波数の差が大きくなると、非同調状態となり、
マスターレーザ光よりも自然放出光の強度が上回り、自
然放出光を種に発振が成長するようになる。このときは
通常のマスターレーザを注入していないときと同じく、
出力光の偏光方向はランダムとなる。

【００１９】上記の様な構成を有する本実施例のインジ
ェクションロック同調制御装置は、以下に述べる様に作
用する。即ち、マスターレーザー光は減衰器２により必
要な強度に弱められ、インジェクションミラー４により
、レーザ共振器内に注入される。そして、出力ミラー６
により取り出された光は、ブリュスター板２０によりマ
スターレーザの偏光方向と直交する成分の光のみが反射
され、この反射光がジュールメーター２１によって検出
される。同調時には、出力光はマスターレーザと同一の
偏光方向の直線偏光となっているため、ジュールメータ
ー２１の信号は０であるが、同調がずれるにしたがい、
ランダム偏光の成分が増し、ジュールメーター２１の信
号は大きくなる。

【００２０】次に、ジュールメーター２１の出力は、Ａ
Ｄコンバーター２２を介して、計算機２３に取り込まれ
、計算機２３はジュールメーター２１の信号が大きくな
ると共振器長を微小変化させるようにピエゾコントロー
ラー２４に信号を出し、ピエゾ素子２５を用いて共振器
長を微小変化させる。そして、ジュールメーター２１の
光が減少したか増加したかを調べ、その結果、減少して
いれば同方向に、増加していれば逆方向に共振器長を変
化させ、ジュールメーター２１の信号が０になるように
調整する。この様にして、常に同調状態に保つことがで
きるように制御することができる。

【００２１】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、図３に示した様に、偏光の検出手段と
して、ビームスプリッタ３０とポラライザー３１を用い
、これらを出力ミラー６の背面側に設け、その信号をジ
ュールメータ−２１に送るように構成しても良い。他の
構成は図１に示した実施例と同様である。この場合も、
上記実施例と同様の効果が得られる。

【００２２】また、図４に示した様に、計算機２３より
送出される制御信号を、マスターレーザ１に配設したマ
スターレーザ発振周波数安定化装置３２に送り、マスタ
ーレーザの発振周波数を制御することにより、同調制御
を行うように構成しても良い。即ち、図１に示した実施
例と同様にして、マスターレーザーの偏光方向に直交す
る成分をジュールメーター２１で検出し、ジュールメー
ター２１の出力が大きくなった場合には、マスターレー
ザ発振周波数安定化装置３２に制御信号を送り、マスタ
ーレーザ１の発振周波数を微小変化させる。そして、常
にジュールメーター２１の出力が０になるように制御す
るようにしても良い。この場合も、上記実施例と同様の
効果が得られる。

【００２３】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、マス
ターレーザの偏光方向と直交する光成分のみを検出する
検出器を用いることによって、実レーザパルスを用いた
同期検出で、共振器長の大きな走査を必要としない、精
度の高いインジェクションロック同調制御装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインジェクションロック同調制御装置
の一実施例を示す構成図

【図２】共振器長を変化させた時の、マスターレーザ光
及び自然放出光の共振器内での強度を示す図

【図３】本
発明の他の実施例を示す構成図

【図４】本発明の他の実
施例を示す構成図

【図５】従来のインジェクションロッ
ク同調制御装置の一例を示す構成図

【符号の説明】 １…マスターレーザ ２…減衰器 ３…折り返しミラー ４…インジェクションミラー ５…レーザ共振器のゲイン ６…出力ミラー ７…リアミラー ８…検出器 ９…フィードバック機構 １０…共振器長調節機構 ２０…ブリュスター板 ２１…ジュールメーター ２２…ＡＤコンバーター ２３…計算機 ２４…ピエゾコントローラー ２５…ピエゾ素子 ３０…ビームスプリッタ ３１…ポラライザー ３２…発振周波数安定化装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　インジェクションロック法を用いたレ
   ーザ共振器に配設される同調制御装置であって、その偏
   光方向を検出するための検出器と、検出された偏光方向
   信号によりレーザ共振器の光学的長さを制御する信号を
   送出するフィードバック機構と、この制御信号によりレ
   ーザ共振器の光学的長さを調節する調節機構より成るイ
   ンジェクションロック同調制御装置において、前記検出
   器が、マスターレーザの偏光方向と直交する光成分のみ
   を検出するように構成されていることを特徴とするイン
   ジェクションロック同調制御装置。