JPH05198866A

JPH05198866A - 色素レーザ装置

Info

Publication number: JPH05198866A
Application number: JP761392A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Minowa; 芳文美濃和; Hiroyuki Masuda; 博之益田; Ichiro Yamazaki; 一郎山崎; Ichiro Kobayashi; 一郎小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-01-20
Filing date: 1992-01-20
Publication date: 1993-08-06
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2803935B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、色素レーザ装置に関し、光ノイ
ズによる発振や増幅効率の低下を抑える色素レーザ装置
を得ることを目的とする。【構成】色素溶液容器１０には、互いに対向する入射
面４と出射面５とが角度θをもって非平行に形成されて
いる。この色素溶液容器１０には、色素溶液６が充填さ
れている。線状に集光された銅蒸気レーザ３が、色素溶
液容器１０の側面から色素溶液６中を通過する色素レー
ザ２の光路に一致するように照射されている。色素レー
ザ２は、入射面４から入射し、色素溶液６中を通過し、
その際に増幅されて出射面５から出射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、色素レーザ装置に関
し、特に光ノイズによる発振や増幅効率の低下を抑える
色素レーザ装置の発振器あるいは増幅器構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の色素レーザ装置の増幅器の
一例を示す斜視図であり、図において１は石英で作製さ
れ、互いに対向する外壁面が平行な直方体の色素溶液容
器、２は色素レーザ、３は色素レーザ２の励起光である
銅蒸気レーザ、４は色素溶液容器１の色素レーザ２の入
射面、５は色素溶液容器１の色素レーザ２の出射面であ
り、入射面４と出射面５とは互いに対向して平行に形成
されている。６は色素溶液容器１に充填される色素溶液
であり、この色素溶液６は、例えば色素としてのローダ
ミン６Ｇをアルコールに溶解したものが用いられる。

【０００３】つぎに、上記従来の色素レーザ装置の増幅
器の動作について説明する。まず、色素溶液６を、色素
溶液容器１の中を充填するように、上から下へ流動させ
ている。ついで、色素レーザ２を色素溶液容器１の入射
面４に照射する。色素レーザ２は、入射面４から入射角
θ₁で入射すると、いわゆるスネルの法則（容器の屈折
率ｎ＝入射角／透過角）に従って屈折して、色素溶液容
器１の容器壁を透過し、色素溶液６に入る。この時、色
素溶液容器１は石英で作製されており、その屈折率ｎは
色素溶液６の屈折率１．５とほぼ同じであるので、色素
レーザ２は色素溶液容器１と色素溶液６との境界面では
ほとんど屈折しない。さらに、色素レーザ２は、色素溶
液６中を通過して、色素溶液容器１の出射面５に達し、
出射面５から同様に屈折して出射角θ₂で出射する。

【０００４】そこで、ビーム径が色素溶液容器１の色素
溶液６中を通過する色素レーザ２の光路とほぼ一致する
ように線状に集光された銅蒸気レーザ３を、色素溶液６
中を通過する色素レーザ２の光路に沿ってほぼ一致する
ように、色素溶液容器１の側面から照射する。この時、
色素溶液６中の色素分子は、銅蒸気レーザ３の光子によ
り励起され、色素レーザ２の光子に誘導されて同方向に
同じ波長の光子をより多く輻射する。つまり、色素レー
ザ２は、色素溶液６中を通過中に増幅されて、出射面５
から出射することになる。

【０００５】ここで、入射面４で反射する反射光が入射
光と同じ方向に戻らないように、色素レーザ２は適切な
入射角θ₁で色素溶液容器１に入射するように構成され
ている。また、色素溶液容器１が互いに対向する外壁面
が平行な直方体で構成されていることから、色素レーザ
２の出射角θ₂は入射角θ₁と等しく、かつ入射光と出射
光との光軸は平行となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の色素レーザ装置
は以上のように構成されているので、色素溶液容器１の
出射面５で反射された光が、対向する入射面４との間を
往復し、この往復する光が色素溶液６中の色素分子を励
起する銅蒸気レーザ３のエネルギを繰り返し吸収してし
まい、さらに、色素溶液６中の色素分子が銅蒸気レーザ
３の光子により励起される際に発生する色素レーザ２と
異方向、異波長の光子、すなわち光ノイズが、色素溶液
容器１の対向する外壁面間を往復して増大してしまい、
色素レーザ２の発振や増幅効率が低下するという課題が
あった。

【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、励起光のエネルギの損失を抑
え、光ノイズの発生と増大を抑え、レーザの発振や増幅
効率のよい色素レーザ装置を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の発明に
係る色素レーザ装置は、色素溶液容器の色素レーザの入
射面と出射面とを非平行とするものである。

【０００９】また、この発明の第２の発明に係る色素レ
ーザ装置は、色素溶液容器の互いに対向する外壁面を非
平行とするものである。

【００１０】

【作用】この発明の第１の発明においては、色素溶液容
器の色素レーザの入射面と出射面とを非平行としている
ので、色素溶液容器の出射面で内側に反射した光が入射
面との間を往復することが低減され、この光の往復にと
もなう励起光のエネルギの損失を抑えられるとともに、
色素分子が励起される際に発生する色素レーザと異方
向、異波長の光子も、入射面と出射面との間を往復する
ことが低減され、光ノイズの増大を抑えられる。

【００１１】また、この発明の第２の発明においては、
色素溶液容器の互いに対向する外壁面を非平行としてい
るので、色素溶液容器の出射面で内側に反射した光およ
び色素分子が励起される際に発生する色素レーザと異方
向、異波長の光子が、互いに対向する外壁面間、つまり
色素溶液容器の入射面と出射面との間、左右の外壁面
間、さらには上下の外壁面間を往復することが低減さ
れ、励起光のエネルギの損失および光ノイズの増大を一
層抑えられる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。実施例１．図１はこの発明の第１の発明に係る一実施例
を示す色素レーザ装置の増幅器の斜視図であり、図にお
いて図２に示した従来の色素レーザ装置の増幅器と同一
または相当部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。図において、１０は石英で作製された色素溶液容器
であり、この色素溶液容器１０は互いに対向する入射面
４と反射面５とを非平行に、つまり入射面４と反射面５
とを角度θをもつように構成している。

【００１３】つぎに、上記実施例１の動作について説明
する。色素溶液６が充填された色素溶液容器１の入射面
４に入射角θ₁で入射した色素レーザ２は、図２に示し
た従来の色素レーザ装置の増幅器と同様に、スネルの法
則（容器の屈折率ｎ＝入射角／透過角）に従って屈折し
て、色素溶液容器１０の容器壁を透過し、色素溶液６中
を通過して、出射面５から同様に屈折して出射角θ₂で
出射する。

【００１４】そこで、ビーム径が線状に集光された銅蒸
気レーザ３を、色素溶液６中を通過する色素レーザ２の
光路に沿ってほぼ一致するように、色素溶液容器１０の
側面から照射すると、色素溶液６中の色素分子は、銅蒸
気レーザ３の光子により励起され、色素レーザ２の光子
に誘導されて同方向に同じ波長の光子をより多く輻射す
る。つまり、色素レーザ２は、色素溶液６中を通過中に
増幅されて、出射面５から出射することになる。

【００１５】この時、入射面４と出射面５とが角度θを
もって非平行に配置されているので、出射面５で反射さ
れる色素レーザ２の反射光は、入射面４と出射面５との
間を往復することが極めて少なくなり、銅蒸気レーザ３
のエネルギがこの反射光の往復により繰り返し吸収され
ることによる損失が、低減される。また、銅蒸気レーザ
３により色素分子が励起される際に発生する色素レーザ
２と異方向、異波長の光子、すなわち光ノイズは、同様
にして、入射面４と出射面５との間を往復することが低
減し、増大しない。

【００１６】このように、上記実施例１によれば、入射
面４と出射面５とを非平行としているので、出射面で反
射された色素レーザ２の反射光による銅蒸気レーザ３の
エネルギの損失が低減され、さらに銅蒸気レーザ３によ
り色素分子が励起される際に発生する光ノイズが増大さ
れず、色素レーザ２の増幅効率を向上できるという効果
がある。

【００１７】ここで、色素溶液容器１０の屈折率をｎ、
入射面４と出射面５とのなす角度をθとすると、θ₁＝
ｎ・θ／２となるように色素レーザ２の入射角θ₁を選
択することにより、色素レーザ２の入射角θ₁と出射角
θ₂とが等しくなり、入射する色素レーザ２の断面形状
と出射する色素レーザ２の断面形状とを等しくできる。

【００１８】実施例２．上記実施例１では、色素溶液容
器１０の入射面４と出射面５とを角度θをもって非平行
に形成した色素レーザ２の増幅器としているが、この実
施例２では、角度θをもって入射面４と出射面５とを非
平行に形成した色素溶液容器１０の入射面４の外側に、
色素レーザ２の光軸の中心に垂直に全反射ミラーを配設
し、さらに色素溶液容器１０の出射面５の外側に色素レ
ーザ２の光軸の中心に垂直に部分反射ミラーを配設し
て、色素レーザ２の発振器を構成している。

【００１９】つぎに、上記実施例２の動作について説明
する。まず、銅蒸気レーザ３を色素溶液容器１０に照射
する。色素溶液６の色素分子は、銅蒸気レーザ３により
励起されて光子を輻射し、この光子が色素溶液容器１０
の容器壁を通過して入射面４から全反射ミラー方向に出
射する。そこで、全反射ミラーで全反射されて、入射面
４から入射し、色素溶液６中を通過して出射面５から部
分反射ミラー方向に出射する。さらに、部分反射ミラー
で所定の割合の光が反射され、再度出射面５から色素溶
液容器１０内に入射する。

【００２０】このようにして、銅蒸気レーザ３により色
素分子が励起されて発生した光子が、全反射ミラーと部
分反射ミラーとの間を往復することにより発振し、部分
反射ミラーから色素レーザ２が出射される。

【００２１】上記実施例２によれば、色素溶液容器１０
の入射面４と出射面５とが非平行に構成されているの
で、入射面４および出射面５で反射された光および光ノ
イズは入射面４と出射面５との間を往復することが極め
て少なくなり、銅蒸気レーザ３のエネルギの損失および
光ノイズの増大が抑えられ、色素レーザ２の発振効率を
向上できる。

【００２２】実施例３．この実施例３は、この発明の第
２の発明に係る一実施例である。上記実施例１では、色
素溶液容器１０の入射面４と出射面５とを非平行とする
ものとしているが、この実施例３では、色素溶液容器１
０の互いに対向する外壁面同士を非平行としている。

【００２３】上記実施例３によれば、出射面５で反射さ
れる色素レーザ２の反射光、さらには銅蒸気レーザ３に
より色素分子が励起される際に発生する色素レーザ２と
異方向、異波長の光子が、色素溶液容器１０の互いに対
向する外壁面同士間、つまり入射面４と出射面５との間
に加えて、色素溶液容器１０の左右の外壁面間さらには
上下の外壁面間でも往復することが極めて少なくなり、
色素分子を励起する銅蒸気レーザ３のエネルギの損失が
低減されるとともに、光ノイズが増大されず、色素レー
ザ２の増幅効率が一層向上できる効果がある。

【００２４】実施例４．上記実施例３では、色素溶液容
器１０の互いに対向する外壁面同士を非平行とした色素
レーザ２の増幅器を構成しているが、この実施例４で
は、互いに対向する外壁面同士を非平行とした色素溶液
容器１０の入射面４の外側に、色素レーザ２の光軸の中
心に垂直に全反射ミラーを配設し、さらに色素溶液容器
１０の出射面５の外側に色素レーザ２の光軸の中心に垂
直に部分反射ミラーを配設して、色素レーザ２の発振器
を構成している。

【００２５】上記実施例４によれば、入射面４および出
射面５で反射される反射光および光ノイズは、入射面４
と出射面５との間に加えて、色素溶液容器１０の左右の
外壁面間さらには上下の外壁面間でも往復することが極
めて少なくなり、色素分子を励起する銅蒸気レーザ３の
エネルギの損失が低減されるとともに、光ノイズが増大
されず、色素レーザ２の発振効率が一層向上できる効果
がある。

【００２６】なお、上記各実施例では、色素としてのロ
ーダミン６Ｇをアルコールに溶解した色素溶液６に励起
光として銅蒸気レーザ３を照射するものとして説明して
いるが、励起光は銅蒸気レーザ３に限らず色素であるロ
ーダミン６Ｇを励起できる波長を有していればよく、例
えばアルゴンレーザ、ＹＡＧレーザの第２高調波を用い
ることができる。

【００２７】また、上記各実施例では、色素としてのロ
ーダミン６Ｇをアルコールに溶解した色素溶液６に励起
光として銅蒸気レーザ３を照射するものとして説明して
いるが、ローダミン８Ｇに限らず銅蒸気レーザ３により
励起される色素であればよく、例えば色素としてＤＣＭ
を用いることができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２９】この発明の第１の発明に係る色素レーザ装
置によれば、色素溶液容器の入射面と出射面とを非平行
としているので、色素レーザの出射面での反射光および
光ノイズが入射面と出射面との間で往復することが抑え
られ、励起光のエネルギの損失が低減されるとともに光
ノイズの増大が抑制され、色素レーザの発振や増幅効率
が向上できる。

【００３０】また、この発明の第２の発明に係る色素レ
ーザ装置によれば、色素溶液容器の互いに対向する外壁
面を非平行としているので、色素レーザの出射面での反
射光および光ノイズが色素溶液容器の入射面と出射面と
の間、左右の外壁面間、さらには上下の外壁面間で往復
することが抑えられ、励起光のエネルギの損失が低減さ
れるとともに光ノイズの増大が抑制され、色素レーザの
発振や増幅効率が一層向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す色素レーザ装置の増
幅器の斜視図である。

【図２】従来の色素レーザ装置の増幅器の一例を示す斜
視図である。

【符号の説明】

２色素レーザ３銅蒸気レーザ（励起光）４入射面５出射面６色素溶液１０色素溶液容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林一郎尼崎市塚口本町８丁目１番１号三菱電機株式会社伊丹製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】色素溶液容器に収容された色素溶液に励
起光を照射して、レーザを発振または増幅する色素レー
ザ装置において、前記色素溶液容器の前記レーザの入射
面と出射面とを非平行としたことを特徴とする色素レー
ザ装置。
【請求項２】色素溶液容器に収容された色素溶液に励
起光を照射して、レーザを発振または増幅する色素レー
ザ装置において、前記色素溶液容器の互いに対向する外
壁面を非平行としたことを特徴とする色素レーザ装置。