JPH05206562A - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
- Publication number
- JPH05206562A JPH05206562A JP1402892A JP1402892A JPH05206562A JP H05206562 A JPH05206562 A JP H05206562A JP 1402892 A JP1402892 A JP 1402892A JP 1402892 A JP1402892 A JP 1402892A JP H05206562 A JPH05206562 A JP H05206562A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- etalon
- reference light
- frequency
- laser oscillator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ発振器の発振周波数を、特定周波数に
安定化することができるようにする。 【構成】 レーザ発振器１の外部に、すでに発振周波数
が安定化された基準光源であるＣＷ発振レーザ２０が設
けられ、これにより基準光となるＣＯ2 レーザ光がレー
ザ発振器１に供給されるように構成されている。また、
エタロン３と出力鏡８との間には、前記基準光となるＣ
Ｏ2 レーザ光をレーザ発振器１に入射させるためのミラ
ー２１が設けられている。さらに、デテクタ５は、ＣＷ
発振ＣＯ2 レーザ光のみを測定し、パルスレーザ光によ
り直接影響されないように構成されている。
安定化することができるようにする。 【構成】 レーザ発振器１の外部に、すでに発振周波数
が安定化された基準光源であるＣＷ発振レーザ２０が設
けられ、これにより基準光となるＣＯ2 レーザ光がレー
ザ発振器１に供給されるように構成されている。また、
エタロン３と出力鏡８との間には、前記基準光となるＣ
Ｏ2 レーザ光をレーザ発振器１に入射させるためのミラ
ー２１が設けられている。さらに、デテクタ５は、ＣＷ
発振ＣＯ2 レーザ光のみを測定し、パルスレーザ光によ
り直接影響されないように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光の発振周波数
の安定化を図ったレーザ発振器に関するものである。
の安定化を図ったレーザ発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＴＥＡーＣＯ2 レーザを例に、単一周波
数発振を行うレーザ発振器における発振周波数の安定化
の技術と動作を図に基づいて説明する。即ち、図３は従
来の方法により、ＴＥＡーＣＯ2 レーザの発振周波数を
安定化させる場合の構成図を示したものである。
数発振を行うレーザ発振器における発振周波数の安定化
の技術と動作を図に基づいて説明する。即ち、図３は従
来の方法により、ＴＥＡーＣＯ2 レーザの発振周波数を
安定化させる場合の構成図を示したものである。
【０００３】図３において、１はＴＥＡーＣＯ2 レーザ
発振器であり、レーザ媒質ガスを励起する放電部９を備
えている。また、ＴＥＡーＣＯ2 レーザ発振器１には、
前記放電部９の両側に、レーザ共振器の全反射鏡６及び
出力鏡８が設けられている。さらに、前記放電部９と出
力鏡８との間には、周波数シングル化のためのエタロン
３が設けられている。
発振器であり、レーザ媒質ガスを励起する放電部９を備
えている。また、ＴＥＡーＣＯ2 レーザ発振器１には、
前記放電部９の両側に、レーザ共振器の全反射鏡６及び
出力鏡８が設けられている。さらに、前記放電部９と出
力鏡８との間には、周波数シングル化のためのエタロン
３が設けられている。
【０００４】このエタロン３は、所定の間隔を隔てて互
いに平行に対向配置された２枚の干渉計ミラー１２と、
これらのミラー間の光路長を変化させる微動装置１３よ
り構成されている。なお、図においては、微動装置１３
としてピエゾ素子を用い、一方のミラーを光軸方向に平
行移動することによって、ミラー間隔Ｌを変えることに
より、光路長を可変としている。
いに平行に対向配置された２枚の干渉計ミラー１２と、
これらのミラー間の光路長を変化させる微動装置１３よ
り構成されている。なお、図においては、微動装置１３
としてピエゾ素子を用い、一方のミラーを光軸方向に平
行移動することによって、ミラー間隔Ｌを変えることに
より、光路長を可変としている。
【０００５】また、１０はレーザ共振器内及びエタロン
間で多重反射した後、出力鏡８から出射してくる基準光
の一部を取り出すための半透過鏡であり、５はその強度
を測定するデテクタである。さらに、４は前記微動装置
１３を駆動制御する制御装置である。
間で多重反射した後、出力鏡８から出射してくる基準光
の一部を取り出すための半透過鏡であり、５はその強度
を測定するデテクタである。さらに、４は前記微動装置
１３を駆動制御する制御装置である。
【０００６】この様なレーザ発振器においては、エタロ
ン間隔Ｌが下記の周波数ｆを満たす場合に、レーザ出力
は最大となる。
ン間隔Ｌが下記の周波数ｆを満たす場合に、レーザ出力
は最大となる。
【０００７】 ｆi ＝ｍ・Ｃ／（２・Ｌ・ｎ） …（１） ただし、ｍはエタロン間隔Ｌによって決まる大きな整
数、ｎはエタロン間の屈折率、Ｃは光速である。
数、ｎはエタロン間の屈折率、Ｃは光速である。
【０００８】この様に構成された従来のレーザ発振器に
おいては、出力鏡８より出射するレーザ光の一部を、半
透過鏡１０によって光デテクタ５に入射させ、その強度
を測定していた。そして、レーザ出力が最大となるよう
に、エタロン間隔を調整、固定していた。この方法によ
り、上記レーザ発振器はエタロン間隔で決まる周波数ｆ
i でのみシングル発振するように制御することができ
る。
おいては、出力鏡８より出射するレーザ光の一部を、半
透過鏡１０によって光デテクタ５に入射させ、その強度
を測定していた。そして、レーザ出力が最大となるよう
に、エタロン間隔を調整、固定していた。この方法によ
り、上記レーザ発振器はエタロン間隔で決まる周波数ｆ
i でのみシングル発振するように制御することができ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来技術による周波数安定化方法には、以下に述
べる様な解決すべき課題があった。即ち、レーザ出力が
最大になる周波数ｆi にエタロン間隔Ｌを調整しても、
スレーブレーザは大出力化のため放電ガスを高圧にして
あること、また、特にＣＯ2 レーザはＣＯ2 分子が特殊
な形を持つことなどにより、レーザ出力強度は、図４に
示した様に、非常にブロードな周波数分布を示す。例え
ば、レーザ出力強度が最大となるようにエタロン間隔を
調節した場合でも、その周波数はｆa 〜ｆb 程のずれが
生じる可能性がある。そのため、レーザ発振器の発振周
波数を特定周波数に安定化することができなかった。
た様な従来技術による周波数安定化方法には、以下に述
べる様な解決すべき課題があった。即ち、レーザ出力が
最大になる周波数ｆi にエタロン間隔Ｌを調整しても、
スレーブレーザは大出力化のため放電ガスを高圧にして
あること、また、特にＣＯ2 レーザはＣＯ2 分子が特殊
な形を持つことなどにより、レーザ出力強度は、図４に
示した様に、非常にブロードな周波数分布を示す。例え
ば、レーザ出力強度が最大となるようにエタロン間隔を
調節した場合でも、その周波数はｆa 〜ｆb 程のずれが
生じる可能性がある。そのため、レーザ発振器の発振周
波数を特定周波数に安定化することができなかった。
【００１０】本発明は、上述した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、その目的は、高密度
・大電力のパルス放電で励起されるガスレーザの発振周
波数を、特定周波数に安定化することができる、精度の
高いレーザ発振器を提供することにある。
解消するために提案されたもので、その目的は、高密度
・大電力のパルス放電で励起されるガスレーザの発振周
波数を、特定周波数に安定化することができる、精度の
高いレーザ発振器を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、周波数をシン
グル化するためのエタロンを共振器内に配設し、その出
力光を測定するデテクタと、その出力信号に基づいて前
記エタロンの光路長を制御する信号を送出する制御装置
を備えたレーザ発振器において、予め安定化された発振
周波数を有する基準光を出射する基準光源を設け、この
基準光を前記エタロンに入射し、その出力光を前記デテ
クタで測定し、その出力信号を前記制御装置に送出する
ように構成したことを特徴とするものである。
グル化するためのエタロンを共振器内に配設し、その出
力光を測定するデテクタと、その出力信号に基づいて前
記エタロンの光路長を制御する信号を送出する制御装置
を備えたレーザ発振器において、予め安定化された発振
周波数を有する基準光を出射する基準光源を設け、この
基準光を前記エタロンに入射し、その出力光を前記デテ
クタで測定し、その出力信号を前記制御装置に送出する
ように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本発明のレーザ発振器においては、エタロンを
介した基準光の出力光の一部をデテクタによって測定
し、このデテクタの出力信号が最大になるようにエタロ
ンの光路長を制御することができる。その結果、エタロ
ンを仲介として、基準光の周波数にレーザ発振器の発振
周波数を合わせることができる。
介した基準光の出力光の一部をデテクタによって測定
し、このデテクタの出力信号が最大になるようにエタロ
ンの光路長を制御することができる。その結果、エタロ
ンを仲介として、基準光の周波数にレーザ発振器の発振
周波数を合わせることができる。
【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３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。
づいて具体的に説明する。なお、図３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、
レーザ発振器１の外部に、すでに発振周波数が安定化さ
れた基準光源であるＣＷ発振レーザ２０が設けられ、こ
れにより基準光となるＣＯ2 レーザ光がレーザ発振器１
に供給されるように構成されている。また、エタロン３
と出力鏡８との間には、前記基準光となるＣＯ2 レーザ
光をレーザ発振器１に入射させるためのミラー２１が設
けられている。
レーザ発振器１の外部に、すでに発振周波数が安定化さ
れた基準光源であるＣＷ発振レーザ２０が設けられ、こ
れにより基準光となるＣＯ2 レーザ光がレーザ発振器１
に供給されるように構成されている。また、エタロン３
と出力鏡８との間には、前記基準光となるＣＯ2 レーザ
光をレーザ発振器１に入射させるためのミラー２１が設
けられている。
【００１５】さらに、デテクタ５は、ＣＷ発振ＣＯ2 レ
ーザ光のみを測定し、パルスレーザ光により直接影響さ
れないように構成されている。これは、各光の入射強
度、デテクタの感度を適切に選ぶことによって実現可能
である。なお、他の構成は、図３に示した従来型と同様
である。
ーザ光のみを測定し、パルスレーザ光により直接影響さ
れないように構成されている。これは、各光の入射強
度、デテクタの感度を適切に選ぶことによって実現可能
である。なお、他の構成は、図３に示した従来型と同様
である。
【００１６】この様な構成を有する本実施例のレーザ発
振器は、以下に述べる様に作用する。即ち、ＣＷ発振レ
ーザ２０により、エタロン３に入射した基準光となるＣ
Ｏ2 レーザ光は、２枚の干渉計ミラー１２の間で多重反
射を繰り返した後、出射して半透過鏡１０で一部が反射
され、このＣＷ光を測定するデテクタ５に達する。そし
て、デテクタ５の出力信号は制御装置４に送られ、制御
装置４はこの信号が最大になるように、エタロン３の微
動装置１３へ駆動信号を送り、エタロン内の干渉計ミラ
ー１２の間隔を制御する。これは、前述した様に、エタ
ロンの干渉計ミラーの間隔Ｌと入射光の周波数ｆi が、
（１）式を満足して同調状態にあると、出射光の強度が
極大になるという原理に基づくものである。
振器は、以下に述べる様に作用する。即ち、ＣＷ発振レ
ーザ２０により、エタロン３に入射した基準光となるＣ
Ｏ2 レーザ光は、２枚の干渉計ミラー１２の間で多重反
射を繰り返した後、出射して半透過鏡１０で一部が反射
され、このＣＷ光を測定するデテクタ５に達する。そし
て、デテクタ５の出力信号は制御装置４に送られ、制御
装置４はこの信号が最大になるように、エタロン３の微
動装置１３へ駆動信号を送り、エタロン内の干渉計ミラ
ー１２の間隔を制御する。これは、前述した様に、エタ
ロンの干渉計ミラーの間隔Ｌと入射光の周波数ｆi が、
（１）式を満足して同調状態にあると、出射光の強度が
極大になるという原理に基づくものである。
【００１７】これにより、図２（Ａ）に示した様なシャ
ープな周波数分布（ｆc ）を有するものを基準光とし
て、上記の方法によりエタロン間の光路長を合わせるこ
とにより、図２（Ｂ）に示した様に、レーザを周波数ｆ
c でシングル発振させることができる。即ち、エタロン
を仲介として、基準光の周波数にレーザの発振周波数を
対応させることができる。
ープな周波数分布（ｆc ）を有するものを基準光とし
て、上記の方法によりエタロン間の光路長を合わせるこ
とにより、図２（Ｂ）に示した様に、レーザを周波数ｆ
c でシングル発振させることができる。即ち、エタロン
を仲介として、基準光の周波数にレーザの発振周波数を
対応させることができる。
【００１８】この様に、本実施例によれば、レーザ発振
器の外部から入射した基準光と比較することによって、
レーザ発振周波数を制御することができ、また、レーザ
発振中においても、常に比較制御することにより、レー
ザの放電とは無関係に発振周波数の特定化、安定化が達
成される。
器の外部から入射した基準光と比較することによって、
レーザ発振周波数を制御することができ、また、レーザ
発振中においても、常に比較制御することにより、レー
ザの放電とは無関係に発振周波数の特定化、安定化が達
成される。
【００１９】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、基準光としては、基準としたい周波数
ｆに対して、次式の関係を満たすｆ´を用いることも可
能である。
るものではなく、基準光としては、基準としたい周波数
ｆに対して、次式の関係を満たすｆ´を用いることも可
能である。
【００２０】 ｆ／ｍ＝ｆ´／ｍ´＝ｃ／２ｎＬ …（２） なお、ｍ，ｍ´は整数である。これは、例えば、安定化
しようとするレーザ発振周波数λに対して２倍の周波数
２λを持つ光を基準光とすると、一般にミラー間隔Ｌは
λに対して十分大きいので、基準光（２λ）の透過出力
を最大にするエタロン間隔は、安定化したいレーザの発
振出力（λ）の透過出力をも最大にすることを利用した
ものである。この場合、出力光の検出には、モノクロメ
ーターなどの分光器が用いられる。
しようとするレーザ発振周波数λに対して２倍の周波数
２λを持つ光を基準光とすると、一般にミラー間隔Ｌは
λに対して十分大きいので、基準光（２λ）の透過出力
を最大にするエタロン間隔は、安定化したいレーザの発
振出力（λ）の透過出力をも最大にすることを利用した
ものである。この場合、出力光の検出には、モノクロメ
ーターなどの分光器が用いられる。
【００２１】また、レーザ光と基準光の選択において
は、双方がエタロン透過率を最大にするよう選ぶのでは
なく、一方が最低の透過率を持つような周波数を選択す
る、あるいは、一定の出力を低下させるよう選択する
等、かなりの自由度がある。
は、双方がエタロン透過率を最大にするよう選ぶのでは
なく、一方が最低の透過率を持つような周波数を選択す
る、あるいは、一定の出力を低下させるよう選択する
等、かなりの自由度がある。
【００２２】さらに、エタロン間光路長を走査するの
に、ミラー間隔走査型よりも駆動性は低いが、安定性の
大きい圧力走査型を用いることもできる。
に、ミラー間隔走査型よりも駆動性は低いが、安定性の
大きい圧力走査型を用いることもできる。
【００２３】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、予め
安定化された発振周波数を有する基準光を出射する基準
光源を設け、この基準光をレーザ発振器内に配設したエ
タロンに入射し、その出力光をデテクタで測定し、その
出力信号に基づいてエタロンの干渉計ミラーの間隔を制
御するように構成することにより、高密度・大電力のパ
ルス放電で励起されるガスレーザの発振周波数を、特定
周波数に安定化することができる、精度の高いレーザ発
振器を提供することができる。
安定化された発振周波数を有する基準光を出射する基準
光源を設け、この基準光をレーザ発振器内に配設したエ
タロンに入射し、その出力光をデテクタで測定し、その
出力信号に基づいてエタロンの干渉計ミラーの間隔を制
御するように構成することにより、高密度・大電力のパ
ルス放電で励起されるガスレーザの発振周波数を、特定
周波数に安定化することができる、精度の高いレーザ発
振器を提供することができる。
【図１】本発明のレーザ発振器の一実施例を示す概略図
【図２】（Ａ）は基準光の周波数分布、（Ｂ）はシング
ル発振したレーザ出力の周波数分布を示す図
ル発振したレーザ出力の周波数分布を示す図
【図３】従来のレーザ発振器の構成を示す概略図
【図４】従来のレーザ発振器によるレーザ出力の周波数
分布
分布
１…レーザ発振器 ３…エタロン ４…制御装置 ５…デテクタ ６…全反射鏡 ８…出力鏡 １０…半透過鏡 １２…干渉計ミラー １３…微動装置 ２０…ＣＷ発振レーザ ２１…ミラー
Claims (1)
- 【請求項１】 周波数をシングル化するためのエタロン
を共振器内に配設し、その出力光を測定するデテクタ
と、その出力信号に基づいて前記エタロンの光路長を制
御する信号を送出する制御装置を備えたレーザ発振器に
おいて、 予め安定化された発振周波数を有する基準光を出射する
基準光源を設け、この基準光を前記エタロンに入射し、
その出力光を前記デテクタで測定し、デテクタの出力信
号を前記制御装置に送出するように構成したことを特徴
とするレーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1402892A JPH05206562A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1402892A JPH05206562A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | レーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206562A true JPH05206562A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11849715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1402892A Pending JPH05206562A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05206562A (ja) |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP1402892A patent/JPH05206562A/ja active Pending
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