JPH0582882A - 光波長制御装置及び波長制御型レーザ光発生装置 - Google Patents

光波長制御装置及び波長制御型レーザ光発生装置

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JPH0582882A
JPH0582882A JP27053391A JP27053391A JPH0582882A JP H0582882 A JPH0582882 A JP H0582882A JP 27053391 A JP27053391 A JP 27053391A JP 27053391 A JP27053391 A JP 27053391A JP H0582882 A JPH0582882 A JP H0582882A
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JP
Japan
Prior art keywords
etalon
light
reflecting mirror
control device
transmitted
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Application number
JP27053391A
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English (en)
Inventor
Yasuo Itakura
康夫 板倉
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低価格の比較的低性能のエタロンを反射鏡と
併用することにより、高価で高性能のエタロンと同等か
それ以上の波長制御能を発揮できるようにした光波長制
御装置を提供することを目的とするものである。 【構成】 入射光3に対してエタロン1を上流側に、反
射鏡2を下流側にして配置し、かつ反射鏡2をエタロン
1に対して傾斜させ、第1の透過点Aでエタロン1を通
過した光線を反射鏡により再び異なる入射角度で同一エ
タロン1に入射して第2の透過点Bにて透過するように
した構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エタロンを使用してレ
ーザ光等の光の波長を制御する光波長制御装置及び波長
制御型レーザ光発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エタロンは2鏡面間での光の干渉を利用
して光の波長を制御する透過光学素子である。エタロン
の基本パラメータとしてはフリースペクトルレンジ(以
下FSRと略す)、フィネス(以下Fと略す)があり、
FSRはエタロンの向き合う2鏡面間間隔でFは反射面
の反射率とその面の平面度により、主に規定される量で
下記の式により概算される。 FSR=λ2 /(2×N×L×COSθ)、 F=(1/FR 2 +1/FM 2 -1/2 λ:使用する光の波長、N:面間の物質の屈折率、L:
エタロンの向き合う2鏡面間間隔、θ:エタロンへの光
の入射角、FR :反射率フィネス(FR =π(R)1/2
/(1−R)、R:反射率)FM :平面度フィネス(F
M =M/2、M:λ/Mで示される平面度)例えば、2
鏡面間間隔500μm、反射率0.8、平面度λ/50
のエタロンを製作するとFSR=10cm-1(193nm
においては37pm)、F=12の特性を有するエタロ
ンが得られる(単純化のためθ=0°として計算)。従
って高性能のエタロン動作を得るには、Lを小さくRを
大きくMを大きくした高性能エタロンを製作するか、複
数のエタロンを組合わせて使用する方法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術中、単体の
高性能エタロン製作の場合は、より狭い面間隔をより高
精度に加工することで達成されるが、現実には加工限界
が存在し達成性能にも限界がある。特に短波長領域にな
ると同程度の加工精度で製作してもλ/Mで示される平
面度が小さくなり相対的な加工精度は低下し、単体の高
性能エタロンの製作は困難となる。後者の複数のエタロ
ンの組合わせは確かに有効であるが、複数のエタロン間
の特性を目的の波長が得られるようにうまく設定し製作
しなければならず、加工限界に近い領域ではその調整が
困難である。またそのようなエタロンは非常に高価であ
りそれを複数個使用することは経済的にも不利である。
【0004】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、低価格の比較的低性能のエタロンを反射鏡と併用
することにより、高価で高性能のエタロンと同等かそれ
以上の波長制御能を発揮できるようにした光波長制御装
置及び波長制御型レーザ光発生装置を提供することを目
的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光波長制御装置は、入射光3に対して
エタロン1を上流側に、反射鏡2を下流側にして配置
し、かつ反射鏡2をエタロン1に対して傾斜させ、第1
の透過点Aでエタロン1を透過した光線を反射鏡により
再び異なる入射角度で同一エタロン1に入射して第2の
透過点Bにて透過するようにした構成となっている。ま
た、上記構成において、第2の透過点Bの下流側に、こ
の透過光と直角にして第2の反射鏡4を配置した構成と
なっている。また上記構成において、第2の透過点Bの
下流側に、この透過がエタロンをジグザグ状に透過する
ようにして、エタロン1の両側に反射鏡を配置した構成
となっている。また上記第2の反射鏡4の替りに回析格
子を配置する。さらに本発明に係る波長制御型レーザ光
発生装置は、入射光3に対してエタロン1を上流側に、
反射鏡2を下流側にして配置し、かつ反射鏡2をエタロ
ン1に対して傾斜させ、さらに反射鏡2で反射してエタ
ロン1を透過した反射透過光に対して直角にして第2の
反射鏡4、あるいは反射透過光を反射する回析格子7を
配置し、上記入射光3の光路上にレーザ発振器5を、こ
れのリヤ側をエタロン1に対向させて配置した構成とな
っている。
【0006】
【作 用】入射光3はエタロン1を第1の透過点Aで
透過した後、反射鏡2に反射し、再びエタロン1を透過
する。このとき、反射鏡2で反射した光は上記入射光3
と異なる入射角度で入射し、第1の透過点Aと異なる位
置の第2の透過点Bを透過する。そして上記第2の透過
点Bに対向する位置に、これと直角にして第2の反射鏡
4、あるいは回析格子7がある構成では、第2の透過点
Bを透過した光はこの第2の反射鏡4に反射して往路と
同一光路を通過して戻される。またエタロン1の両側に
反射鏡を配置したものにあっては、透過光はエタロンを
ジグザグに透過してより一層狭帯域化される。また上記
作用を行なう光波長制御装置のエタロンにレーザ発振器
5のリヤ側を対向させたことにより、レーザ発振器より
のレーザ光が狹帯域化される。
【0007】
【実 施 例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明の第1の実施例を示すもので、図中1
はエタロン、2は反射鏡であり、入射光3に対してエタ
ロン1が上流側に、反射鏡2が下流側に配置してあり、
かつ反射鏡2はエタロン1に対して傾斜している。
【0008】上記構成において、入射光3はエタロン1
に第1の透過点Aより入射されてこれを透過し、その後
反射鏡2に反射されて再び同一のエタロンに後側から入
射し、第2の透過点Bより出射する。このとき、第1、
第2の透過点A,Bはエタロン1に対して反射鏡2が傾
斜していることによりずれる。ここにおいて、エタロン
1の第1の透過点Aより光が入射すると、その透過光は
図9中の実線で示すスペクトル特性を有する。そしてそ
の透過光が反射鏡2により再び同一のエタロン1へ異な
る入射角度で入射されてこれを透過する光は図9中点線
で示すスペクトル特性を示す。このため、エタロン1の
第2の透過点Bを出射する光は図10に示されるスペク
トル特性、すなわち、図9の実線と点線が重なり合った
領域のスペクトル特性となり、元のエタロン1よりも高
性能のエタロン特性を発揮されたことになる。これは、
同一のエタロンを入射角のみ異ならせて使用することに
よって生じる効果である。
【0009】上記作用における実際の様子を具体的に示
すと以下のようになる。エタロン1の透過波長はmλ=
2・N・L・cosθで規定される。そして図1におい
て、第1の透過点Aでの入射角度をθ1 =0°、N=
1.000324、L=100μm、m=1036次
(193nm付近の波長に対して考える)と設定する
と、λ=193.113nmとなる。そして反射率0.
8、平面度λ/50のエタロンとすれば、FSR=50
cm-1(186pm)、F=12より、スペクトルの半値
幅は4.2cm-1(15.5pm)の光が透過する。次に
反射鏡2で反射した反射光は入射角θ=1°で第2の透
過点Bに再入射し、上記と同様の計算により透過波長の
算出を行なうと、m=1036次の光はλ=193.0
83nmにピーク波長を有し、この両者を透過してくる
光はλ=192.098nmにピーク波長をもち、A,
Bの2点の透過特性を掛けあわせたスペクトルで、元の
スペクトルより狹い半値幅を持つ光となる。元のスペク
トルを二等辺三角形(半値幅を15.5pm)とする
と、第2の透過点Bからの透過光は半値幅12pm以下
のスペクトルとなり、F=15.5以上のエタロンを使
用した場合と同等となる。
【0010】図2は本発明の第2の実施例を示すもの
で、第1の実施例における第2の透過点Bの下流側に、
この透過光と直角にして第2の反射鏡4を配置する。こ
れにより、第2の透過点Bからの透過光がこの第2の反
射鏡4に反射して往路と同一光路を透過して戻り、狹帯
域化能がさらに強化される。
【0011】図3から図6は第3の実施例(マルチパス
型)を示すもので、図3に示すものは、エタロン1の透
過点Bの下流側に、この透過光に対して傾斜して第2の
反射鏡4を配置してこの反射鏡4に反射した光がエタロ
ン1を再び透過するようになっている。図5に示すもの
はエタロン1の両側に複数個の反射鏡4a,4b,…を
配置して上記第2の反射鏡4に反射してエタロン1を透
過した光をジグザグ状にエタロン1を透過するようにな
っている。図4と図6は図3、図5に示すそれぞれの実
施例における透過光の最下流側に、この透過と直角状に
して他の反射鏡4’を設け、この反射鏡4’によりエタ
ロン1を透過してきた透過光を往路と同一光路で戻すよ
うになっている。
【0012】図7は上記第2の実施例の構成をレーザ光
発生装置に応用した例を示すもので、レーザ発振器5の
リヤ側をエタロン1の第1の透過点Aに対向させてい
る。この構成により、レーザ発振器5にて発振されたレ
ーザ光がそのリヤ側でエタロン1、第1・第2の反射鏡
2,4よりなる光路を往復してその波長が制御されて発
振され、狹帯域発振が可能な波長制御型レーザ光発振装
置が得られる。なお6はフロントミラーである。
【0013】図8は上記波長制御型レーザ光発振装置に
おいて、第2の反射鏡4の替りに回析格子7を第2の透
過点Bの下流側に配置した例を示すものである。これに
より、波長選択能がさらに向上される。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、低価格の比較的低性能
のエタロンを反射鏡と併用することにより高価な高性能
エタロンと同等かそれ以上の波長制御能を発揮させるこ
とが出来る。従って、本発明の狹帯域発振エキシマレー
ザを微細加工用光源として用いた場合、焦点位置を高精
度に固定でき、焦点付近でのエネルギ密度を高く出来る
為、微細で高度な加工が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成説明図であ
る。
【図2】本発明の第2の実施例を示す構成説明図であ
る。
【図3】本発明の第3の実施例の1番目のものを示す構
成説明図である。
【図4】本発明の第3の実施例の2番目のものを示す構
成説明図である。
【図5】本発明の第3の実施例の3番目のものを示す構
成説明図である。
【図6】本発明の第3の実施例の4番目のものを示す構
成説明図である。
【図7】波長制御装置とレーザ発振器とを組合わせた波
長制御型レーザの一例を示す構成説明図である。
【図8】波長制御装置とレーザ発振器とを組合わせた波
長制御型レーザ光発生装置の他例を示す構成説明図であ
る。
【図9】図1に示す実施例における透過点A,Bでのエ
タロン透過特性を示す線図である。
【図10】図1に示す実施例における透過点Bからの透
過スペクトル特性を示す線図である。
【符号の説明】
1…エタロン、2,4,4’,4a,4b,4c…反射
鏡、3…入射鏡、5…レーザ発振器、6…フロントミラ
ー、7…回析格子、A,B…透過点。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射光3に対してエタロン1を上流側
    に、反射鏡2を下流側にして配置し、かつ反射鏡2をエ
    タロン1に対して傾斜させ、第1の透過点Aでエタロン
    1を透過した光線を反射鏡により再び異なる入射角度で
    同一エタロン1に入射して第2の透過点Bにて透過する
    ようにしたことを特徴とする光波長制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光波長制御装置におい
    て、エタロン1の第2の透過点Bの下流側に、この透過
    光と直角にして第2の反射鏡4を配置したことを特徴と
    する光波長制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の光波長制御装置におい
    て、エタロン1の第2の透過点Bの下流側に、この透過
    光に対して傾斜して第2の反射鏡を配置してこの第2の
    反射鏡の反射光が再びエタロン1を透過するようにした
    ことを特徴とする光波長制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の光波長制御装置におい
    て、第2の反射鏡よりの反射光の径路内に、この反射光
    がエタロン1をジグザグ状に透過するための複数個の反
    射鏡をエタロン1の両側に配置したことを特徴とする光
    波長制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の光波長制御装置におい
    て、第2の反射鏡4よりの反射光と直角にしてエタロン
    1を透過した光を反射する第3の反射鏡を配置したこと
    を特徴とする光波長制御装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の光波長制御装置におい
    て、第2の反射鏡4よりの反射光を反射してエタロン1
    をジグザグ状に透過させる複数個の反射鏡を配置すると
    共に、最下流の反射鏡を透過光と直角に配置したことを
    特徴とする光波長制御装置。
  7. 【請求項7】 請求項1から6記載の光波長制御装置に
    おいて、エタロン1の透過点の下流側に回析格子7を配
    置したことを特徴とする光波長制御装置。
  8. 【請求項8】 入射光3に対してエタロン1を上流側
    に、反射鏡2を下流側にして配置し、かつ反射鏡2をエ
    タロン1に対して傾斜させ、さらに反射鏡2で反射して
    エタロン1を透過した反射透過光に対して直角にして第
    2の反射鏡4、あるいは反射透過光を反射する回析格子
    7を配置し、上記入射光3の光路上にレーザ発振器5
    を、これのリヤ側をエタロン1に対向させて配置したこ
    とを特徴とする波長制御型レーザ光発生装置。
JP27053391A 1991-09-24 1991-09-24 光波長制御装置及び波長制御型レーザ光発生装置 Pending JPH0582882A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02105565A (ja) * 1988-10-14 1990-04-18 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の製造方法
WO2012131812A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 分光器
JP2014035307A (ja) * 2012-08-10 2014-02-24 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査装置、及び欠陥検査方法
WO2024095424A1 (ja) * 2022-11-02 2024-05-10 三菱電機株式会社 波長ロッカー及び波長ロッカー内蔵型波長可変光源

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