JPH0439976A - 銅蒸気レーザ励起レーザ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は銅蒸気レーザ（ＣＶＬ）を励起光源とした光励
起レーザにおける全体の装置の構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、光励起レーザの励起光源として用いられる銅蒸気
レーザでは、発振器として不安定型共振器を一般に用い
て、発振するレーザビームの拡がり角が小さくなるよう
にしていた。この理由は。

励起光を長い距離を伝播させても拡がらないようにする
ためと、励起する際に光励起レーザのレーザ媒質中に集
光させる際に十分絞り込む必要があるためである。なお
、この種の装置は、例えば、（社）日本原子力学会「昭
６０年会」予稿集ｐ８８に示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の装置における光励起レーザは一般に色素レー
ザが相当し、この色素レーザを励起するために、ＣＶＬ
からのレーザ光は、発生させる色素レーザのレーザ光に
対して直交する横方向から照射されてきた。これは一般
に横励起方式と呼ばれる。これに対して光励起レーザの
レーザ光が、励起用のレーザ光と、ほぼ、同一軸上に平
行である場合は縦励起方式と呼ばれ、光励起レーザを他
のレーザで励起する場合は、主にこれらの二つの方式が
ある。

ＣＶＬ発振器が不安定型共振器で構成されると、発振す
るレーザ光の光強度分布は、中心部が抜けたリング状と
なる。このリング状のレーザ光を、横励起方式で色素レ
ーザの励起光とする場合は。

このレーザ光をシリンドリカルレンズに通して横に細長
い線状にして照射するため、この線状にされたレーザ光
の強度は、ほぼ、均一となり、問題は起こらない。

これに対して、縦励起方式の場合は、リング状のレーザ
光を凸レンズを通して光励起レーザのレーザ媒質中に集
光する際に、集光する焦点の位置によっては、レー、ザ
媒質中に形成される励起光のビームはリング状のままに
なることがあり、中心部が抜けてしまい、その結果、光
励起レーザを効率良く励起できないことがあった。

本発明の目的は、ＣＶＬ励起レーザを縦励起方式にした
場合に、効率良く励起できる装置を提供することにある
。特に、縦励起方式でないと効率良く発振しないＴｉ’
＋Ａｎ２０３結晶などの固体レーザ媒質を光励起レーザ
として用いた場合に効率良く励起できる装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、ＣＶＬ発振器中に少なくと
も一枚の凸レンズと、ピンホール板とを用い、ＣＶＬ発
振器の共振器間に発生するＣＶＬレーザ光が、この凸レ
ンズによって集光される焦点付近に、ピンホール板を置
いたものである。

〔作用〕

ピンホール板によって、このピンホールを通過すること
ができるレーザ光のみを発振させることができるため、
発振するレーザ光はビーム拡がり角が小さくなって、光
励起レーザの励起光源として使うことができる。その際
、このＣＶＬレーザ光は、不安定型共振器を発振器とし
た場合のように、リング状の強度分布にはならないため
、縦励起方式の場合でも効率良く励起することができる
。

〔実施−〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。同図
の装置は、本発明をＣＶＬ励起固体レーザに適用したも
のであり、装置は大別してＣＶＬ発振器り、ＣＶＬ増幅
器、及び、固体レーザ発振器３の三つから成る。ＣＶＬ
発振器１はレーザ管４の両側に置かれた全反射鏡５と出
力鏡６とで共振器が組まれており、この共振器間に凸レ
ンズ７ａ、７ｂが光軸上に並べられている。この共振器
間に発生するＣＶＬレーザ光８ａはこれら二枚の凸レン
ズ７ａ、７ｂとの間で形成される焦点付近にピンホール
板９が置かれることで、ピンホールを通過することがで
きるような十分集光されるレーザ光のみが、共振して強
められる。

一般に、レーザ光はその拡がり角が大きくなると、集光
させた所での集光サイズが大きくなるため、上記のよう
にピンホール板を置くと、ビームの拡がり角の小さなレ
ーザ光８ｂが発振する。これはＣＶＬ増幅器２を通過す
る際に増幅されて、凸レンズ１ｏに入射する。

このように、ビームの拡がり角の小さなレーザ光は、レ
ンズによる集光性が良いことなどから色素レーザや固体
レーザのような光励起レーザの励起光源としてすぐれて
いる。そこでこのレーザ光は凸レンズ１０で絞られ、固
体レーザ発振器３中の固体レーザロッド１１の端面に集
光するように照射される。固体レーザ発振器３は、出力
鏡１２と全反射鏡１３とで共振器が組まれており、全反
転鏡１３は、波長約５１０ｎｍの光を９０％以上透過す
るが、波長６６０ｎｍからｌｏｏｏｎｍ程度の光に対し
ては、ほぼ、全反射するようになっている。つまり、固
体レーザロッド１１は、ここでは、Ｔ　ｉ　ａ弓１２０
　ｓ　（タイサファイア）結晶が使われており、この結
晶からは波長６６０−１０００ｎｍでレーザ動作でき、
レーザ光１４が取出される。このように固体レーザ発振
器３は励起用のレーザ光８Ｃと発振するレーザ光１４と
が同一軸上である縦励起方式となっているが、これは、
タイサファイア結晶で、ＣＶＬレーザ光の吸収長が５〜
１０ｎｍ程度であり、通常、同１〜２ＩＩＩ１１の色素
レーザより長いため、横励起方式では効率良く励起でき
ないからである。

ところで縦励起方式の場合には、励起用のレーザ光８ｃ
の強度分布が励起効率に大きく影響する。

本発明の装置のように、ＣＶＬ発振器１として前述した
構成になっているため、レーザ光８ｂの強度分布は、ほ
ぼ、均一となり、効率良く励起することができる。

これに対して一般的に、ＣＶＬ励起色素レーザなどのよ
うに、ＣＶＬを励起光源として用いる場合、発振器は、
一般に、第２図に一例を示したような不安定共振器で構
成する。すなわち、レーザ管２１の両側に凹面鏡２２と
凸面鏡２３とで共振器を構成したものであり、ＣＶＬの
ような比較的利得の高いレーザには適し、ビームの拡が
り角の小さなレーザ光を取出すことができる。しかし、
レーザ光は矢印２４ａ、２４ｂで示されたように、凸面
鏡２３の周囲から取出されるため、中央部の抜けたリン
グ状ビームとなってしまう。つまり、ビームの強度分布
は第３図の（ａ）に示したグラフのようになる。ところ
が、固体レーザ３のレーザ光の強度分布は、ビーム質の
良いシングルモードとなるように発振させるならば、こ
のレーザ光は第３図の（ｃ）に示したグラフのような強
度分布をもつため、中心部の抜けた（ａ）に示した強度
分布となる不安定共振器からのレーザ光では効率良く励
起できない。これに対して本発明の装置としてのＣＶＬ
発振器１から発振するレーザ光８ｂの強度分布は第３図
の（ｂ）に示したグラフのようになるため、固体レーザ
３を効率良く励起することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＣＶＬを励起光源とした光励起レーザ
を縦励起方式で励起する場合に、励起効率を従来の二倍
程度に高めることができる。特に、タイサファイア結晶
などの固体レーザでは、通常でも横励起方式よりも縦励
起方式の方が励起効率が良いため、さらに高効率化が図
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置の説明図、第２図は従
来装置の説明図、第３図はレーザ光のビーム断面内の光
強度分布図である。 １・・・銅蒸気レーザ（ＣＶＬ）発振器、２・・ＣＶＬ
増幅器、３・・固体レーザ発振器、７ａ、７ｔ）・・凸
レンズ、９・・ピンホール板、１１・・固体レーザロッ
ド。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、銅蒸気レーザを励起源とする光励起レーザ装置にお
   いて、 前記銅蒸気レーザの発振器中に少なくとも一枚の凸レン
   ズとピンホール板とを設け、かつ前記光励起レーザ装置
   中のレーザ媒質から発生させるレーザ光と、励起用とし
   て前記レーザ媒質を照射する前記銅蒸気レーザからのレ
   ーザ光とが、ほぼ同一軸上に平行であることを特徴とす
   る銅蒸気レーザ励起レーザ装置。 ２、請求項１における前記光励起レーザ装置中の前記レ
   ーザ媒質が固体である銅蒸気レーザ励起レーザ装置。 ３、請求項２における前記固体として、チタンがドープ
   されたサファイア（Ｔｉ＾３＾＋：Ａｌ＿２Ｏ＿３）結
   晶である銅蒸気レーザ励起レーザ装置。