JPH0582916A - 多重焦点バツクワードラーマンレーザ装置 - Google Patents

多重焦点バツクワードラーマンレーザ装置

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JPH0582916A
JPH0582916A JP4028418A JP2841892A JPH0582916A JP H0582916 A JPH0582916 A JP H0582916A JP 4028418 A JP4028418 A JP 4028418A JP 2841892 A JP2841892 A JP 2841892A JP H0582916 A JPH0582916 A JP H0582916A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、単一の焦点バックワードＳＲＳレ
ーザを改善する方法および装置を提供することを目的と
している。 【構成】 ポンプレーザ12と、ポンプビームが伝播する
ラーマンセルと、第１のフォワードＳＲＳ波および第１
のバックワードＳＲＳ波が生成される第１の焦点34でラ
ーマンセル中に光ポンプビームを収束する第１の収束レ
ンズ26と、第１の焦点34からの出力を第２のフォワード
ＳＲＳ波および第２のバックワードＳＲＳ波が生成され
る第２の焦点36へ再び焦点を結ばせる第２の収束レンズ
28とを具備し、第２のバックワードＳＲＳ波はバックワ
ードに伝播し、第１のバックワードＳＲＳ波の生成のシ
ードとなってラーマンセル16からの第１のバックワード
ＳＲＳ波出力エネルギを増加させ、出力手段40がポンプ
レーザ12とラーマンセル16との間に配置されていことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ装置および刺激
されたラーマン散乱（以下ＳＲＳと呼ぶ）によるストー
クスシフトによって入力光ポンプビームからシフトされ
た波長を有する高品質で低い発散度の光ビームを生成す
る方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の応用のためのレーザソースは、人
間の目を傷つけない波長の高品質の可干渉性ビームを放
射することが必要とされる。１．５４ミクロンの波長は
“眼に安全な波長”として通常設定される。しかしなが
ら、通常のレーザを使用しているこの波長のレーザビー
ムを直接生成することは難しい。
【０００３】広く使用されるＮｄ：ＹＡＧレーザは、眼
に安全な波長範囲外である１．０６ミクロンの高品質の
ビームを生成することが可能である。ラーマン散乱媒体
のストークスシフトを使用しているラーマンレーザ装置
は、長い波長に或る波長のレーザ放射を変換するために
使用される。メタンは２９１６ｃｍ-1の振幅ストークス
周波数シフトを有するラーマン媒体であり、１．０６ミ
クロンビームを１．５４ミクロンビームに変換すること
が可能である。この変換は、例えば、H.Brusselbach 氏
らによる1989年４月11日の“単一ミラー一体ラーマンレ
ーザ”と題される米国特許第4,821,272 号明細書に記載
されるようにして行われる。
【０００４】適当な媒体の入力光ビームのラーマン散乱
は、応用物理学のスプリンガー直列原理における1987年
のスプリンガー、ベルリン、ハイデルベルクのJ.C.Whit
e 氏による“調整可能レーザ”第59巻155 乃至207 頁に
認められる基礎論文に記載されるようなフォワードおよ
びバックワード伝播ＳＲＳ波の両方を生成する。前記米
国特許第4,821,272 号明細書に明らかにされているこの
装置は“ラーマン半共振器”として知られ、フォワード
ＳＲＳ波を使用しているラーマンシフトされた出力を生
成する。このタイプのレーザのビーム発散度は、ポンプ
ビーム発散度のほぼ２倍であり、ある種の応用には望ま
しくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】バックワードＳＲＳ波
は、入力ポンプビームに反射して戻される。これはバッ
クワードラーマンレーザの出力ビーム整列に作用する多
数の光学素子を減少する。加えて、バックワードＳＲＳ
波は反ストークス放射にパラメトリックに結合せず、フ
ォワードＳＲＳ波は結合する。反ストークスへのＳＲＳ
波のこの結合は、フォワードＳＲＳ波の低いオーダーの
モードの利得において効果的な減少を生じ、それ故に例
えば、Perry 氏らによる論文（Optics Letter 、第10
巻、第３号、第146 頁1985）に記載されているようにフ
ォワードラーマンビーム発散度を増加する。
【０００６】本発明は、単一の焦点バックワードＳＲＳ
レーザを改善する方法および装置を提供することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＳＲＳのシー
ドとして作用する第１の焦点に戻るように伝播するバッ
クワードＳＲＳ波を生成するためのラーマン媒体の少な
くとも１つの付加的な焦点を設けることによって単一の
焦点バックワードＳＲＳレーザを改善するものである。
シードビームは第１の焦点における自発的なラーマン散
乱からのシードよりも大きな強度を有する。このシード
ビームは第１の焦点でポンプビーム相互作用して増幅さ
れ、単一の焦点で達成できる変換効率よりも大きな変換
効率を有する出力バックワードＳＲＳ波を生成する。ま
た、本発明は単一焦点のバックワードＳＲＳレーザに比
較して非常に低いポンプ入力電力で効果的に動作され
る。本発明はさらに、光学不整列に対して敏感でなく出
力ビームがポンプビームと比較して低い発散度を有する
単一焦点のバックワードＳＲＳレーザの利点を有してい
る。
【０００８】本発明の装置は、（ａ）光学ポンプビーム
を生成するためのポンプレーザ手段と、（ｂ）ポンプビ
ームがそれを通って伝播するように配置されているラー
マンセル手段と、（ｃ）第１のフォワードの刺激された
ラーマン散乱波および第１のバックワードの刺激された
ラーマン散乱波が生成される第１の焦点でラーマンセル
中の光ポンプビームを収束するためのラーマンセル手段
に近接して位置される第１の収束手段と、（ｄ）第１の
焦点からの出力を第２のフォワードの刺激されたラーマ
ン散乱波および第２のバックワードの刺激されたラーマ
ン散乱波が生成される第２の焦点へ再び焦点を結ばせる
ために第１の焦点に近接して位置される第２の収束手段
とを具備し、前記第２のバックワードの刺激されたラー
マン散乱波はバックワードに伝播し、前記第１のバック
ワードの刺激されたラーマン散乱波の生成のシードとな
り、それによってラーマンセル手段からの第１のバック
ワードの刺激されたラーマン散乱波出力のエネルギを増
加させ、（ｅ）さらに装置の外部に第１のバックワード
の刺激されたラーマン散乱波を導くためにポンプレーザ
手段とラーマンセル手段の間に配置される出力手段を具
備していることを特徴とする。
【０００９】第１および第２あるいはそれに後続する焦
点は、同じあるいは別のラーマンセル内に位置されるこ
とができる。
【００１０】本発明のこれらおよび他の特徴および利点
は、参照符号が部品に対応する添付図面と共に次の詳細
な説明から当業者に明らかにされるであろう。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の好ましい実施例に従った単
一のセルの２焦点バックワードラーマンレーザ装置を示
し、それは通常10と示され、コヒーレント光ポンプビー
ム14を生成するためのポンプレーザ12を含む。本発明は
特定の波長での動作に限定はされないが、１．５４ミク
ロンの眼に安全な出力ビームの生成に関して、レーザ12
は通常、１．０６ミクロンの波長でポンプビーム14を生
成するＱスイッチＮｄ：ＹＡＧレーザである。本発明は
ラーマンセルおよびラーマン導体と共に使用することが
知られている任意のレーザによって使用される。
【００１２】レーザ12は、ポンプビーム14がラーマンセ
ル16における第１のラーマンセル焦点34および第２のラ
ーマンセル焦点36を通り伝播されるように配置される。
慣例に従って、図における左から右への伝播をフォワー
ド方向、右から左への伝播をバックワード方向とみなさ
れる。
【００１３】セル16はＳＲＳ効果を生ずるラーマン媒体
20で満たされる。平面の窓21および23は、セル16におい
てラーマン媒体を含むために設けられる。１．５４ミク
ロンの眼に安全な出力ビームを生成するための好ましい
媒体は、２２９１ｃｍ-1の振幅のストークス周波数シフ
トを有する重水素もまた適用できるが、メタンガスが圧
入される。
【００１４】媒体20がメタンガスである場合は、１平方
インチゲージにつき約６００乃至１０００ポンド（ｐｓ
ｉｇ）あるいは１平方センチメートル（Ｋｇ／ｃｍ2 ）
につき４２．２乃至７０．３キログラムの範囲内の圧力
で維持され、ＳＲＳを促進し刺激されたブリユアン散乱
（ＳＢＳ）を抑制するために選択される。ＳＲＳ利得は
６００ｐｓｉｇ以下の圧力では不十分であり、１０００
ｐｓｉｇ以上の圧力では過度である。増加されたパルス
反復周波数（ＰＲＦ）における動作は、ガス循環装置24
を使用している焦点34および36で媒体20を循環させるこ
とによって促進される。実質的に全てのＳＲＳは第１の
焦点34で起こり、第１の焦点34のみでガス状のラーマン
媒体20の循環は適当である。
【００１５】収束レンズ26は、セル16におけるラーマン
しきい値より大きい十分な強度を供給するためにセル16
中にポンプビーム14の焦点を結ばせ、ＳＲＳが生ずるの
を可能にする。第２のレンズ28は、セル16内で再びポン
プビーム14の焦点を結ばせる。第３のレンズ32は、セル
16を通るフォワード方向の伝播後のビームを再び平行に
する。図１の装置における波の伝播の次の説明は、本発
明の装置10により生成される成分波を示している図２が
参照される。フォワードおよびバックワードＳＲＳ波
は、ポンプビーム14の各焦点34および36の相互作用領域
で生成される。本発明に従って、ラーマンセル16の焦点
36で生成されるバックワードＳＲＳ波はバックワード方
向で伝播し、焦点34でバックワードＳＲＳのシードとし
て作用する。バックワードシードの強度は焦点34におけ
る自発性のラーマン散乱よりもはるかに大きく、したが
ってバックワードＳＲＳ波はポンプビーム14とバックワ
ードシードとの相互作用中に焦点34において増幅され
る。ラーマン媒体20がメタンガスであり、ポンプビーム
14の波長が１．０６ミクロンである場合、バックワード
ＳＲＳ波は、ＳＲＳによって生成される振動ストークス
シフトによる１．５４ミクロンの眼に安全な波長を有す
る。改善された動作は、なるべくそれらの間の通過時間
が長い焦点34と36の間の距離の減少によって促進され
る。
【００１６】装置10の出力ビームを構成し図１に38とし
て示されているバックワードＳＲＳ波は、所望な応用に
おいて使用される装置10の外部の出力ビーム38を向ける
二色性のビームスプリッタ40のような出力手段によって
得られる。ビームスプリッタ40は、１．０６ミクロンの
ポンプビーム14を透過し、出力ビーム38として１．５４
ミクロンのバックワードＳＲＳビームを反射するように
設計された通常の波長感応性光学素子である。
【００１７】バックワードＳＲＳ波は、光学素子間に起
こる移動あるいは不整列に関わらず、セル16中でのポン
プビーム14の方向に内部で逆方向に反射される。これ
は、出力ビーム整列に影響を及ぼすラーマンセルの光学
素子を除去し、それによって本装置の設計を簡単にし製
造費用を削減する。加えて、出力ビーム38は従来のラー
マンハーフ共振器構造の２倍に比較して低いポンプビー
ム14のおよそ１．３倍の低い発散度を有する。
【００１８】セル16で生成されるフォワードＳＲＳ波は
使用されずにセル16からなる装置10から出ることがで
き、あるいは既知の手段（示されていない）によって吸
収される。しかしながら、好ましい別の手段に関して、
フォワードＳＲＳ波はバックワードＳＲＳシードビーム
をさらに増加するためのセル16を通りバックワード方向
に反射される。この機能はフォワード方向のセル16の下
流部に配置されるコーナーキューブ42のような反射器に
よって実行され、コーナーキューブ42が比較的小さい距
離でセル16から離れて移動される場合に性能は実質的に
低下されないが、コーナーキューブ42の位置はセル16の
近接端部にできるだけ接近することが好ましい。
【００１９】コーナーキューブ42がフォワードＳＲＳ波
の偏光を解消してもバックワードＳＲＳ偏光はポンプビ
ーム偏光と同一である。これは、ラーマン変換がバック
ワードＳＲＳとしてほとんど完全に生ずることを明らか
にする。ポンプビーム14のように偏光されるラーマンシ
ード成分のみが増加する。平面鏡（示されていない）の
ような別の反射器でコーナーキューブ42を置換すること
は、本発明の技術的範囲内である。これは、平面鏡がフ
ィードバックビームの偏向を解消しないので高いラーマ
ン変換効率を生ずる。
【００２０】二色性のビームスプリッタ44の形をとった
ポンプビーム廃棄装置は、46としてここに示される残留
または消耗されたポンプビームがセル16およびポンプレ
ーザ12に再び入ることを阻止するためにセル16とコーナ
ーキューブの24の間に設けられる。ビームスプリッタ40
は、ビームスプリッタ44と同じ原理で動作し、１．５４
ミクロンのフォワードＳＲＳビームを透過し、装置10の
外部の１．０６ミクロンの消耗されたポンプビーム46を
反射するように設計される。コーナーキューブ42が使用
されない場合、ポンプビーム廃棄装置は必要とされな
い。
【００２１】付加的な素子は、図１に示されるような装
置10の動作を促進するために設けられる。全体を48とし
て示される光アイソレータは、セル16に生成されたＳＢ
Ｓ波50がポンプレーザ12に向って後方に伝播することを
阻止するために設けられる。装置48は、偏光子52および
１／４波長プレート54を含む。分離方法は、この特定の
手段に限定されず、偏光子およびファラデー回転子の結
合のような他の既知の分離手段を含んでもよい。ポンプ
ビーム14は最初に直線偏光され、偏光子52を通過する。
ポンプビーム14の偏光は、１／４波長プレート54によっ
て円偏光に変えられる。バックワード伝播ＳＢＳ波50の
偏光もまた円偏光されるが、左右反対である。これは、
１／４波長プレートを通過後にポンプビーム14の偏光と
直交する。ＳＢＳ波50は、装置10の外部偏光によって反
射される。
【００２２】図１の装置は２焦点を示すが、本発明はそ
れに限定されず単一のラーマンセル中に３つ以上の焦点
を具備してもよい。
【００２３】図３は、２焦点ラーマンレーザ装置である
60で全体を示される２つのセルを具備している本発明の
別の実施例を示す。同様の参照符号が図１と同様の図３
の部品に使用される。図３は図１の単一のラーマンセル
16のみが図１と異なり、２つのラーマン媒体20' および
22で満たされたラーマンセル16' および18によって置き
換えられている。セル16' の平面の窓21' および23' と
セル18の平面の窓25および27は、各セルにラーマン媒体
を含むように設けられている。焦点34はセル16' 中に位
置され、焦点36はセル18中に位置される。加えて、図１
におけるセル16のレンズ28は、図３のレンズ28' および
30によって置き換えられる。レンズ28'はセル16' を通
って伝播後のビームを再び平行にする。レンズ30はセル
22中にビームを収束する。図３の装置の動作は、前記さ
れるように図１の装置の動作と同じである。
【００２４】図３の装置は２つのラーマンセル16' およ
び18のみを含んでいるように示されているが、本発明は
それに限定されず、特に示されてはいないが、３つ以上
のラーマンセルが各セルに焦点が設けられてもよい。さ
らに、図３のセルは一列に配置されるように示されてい
るが、折り返される、または横にずれた（潜望鏡）構造
で配置されることもできる。
【００２５】本発明に従った２および３焦点バックワー
ドラーマン構造は、４００乃至１０００ｐｓｉｇ（２
８．１乃至７０．３Ｋｇ／ｃｍ2 ）の充填圧力でラーマ
ン媒体であるメタンガスを使用して評価される。減少し
た圧力はラーマン利得を低下させるが、減少した圧力が
ＳＢＳからの競合を減少させるため多量にＳＢＳ利得が
減少される。６００ｐｓｉｇ（４２．２Ｋｇ／ｃｍ2 ）
の充填圧力は効果的なラーマン変換に十分である。３５
％の変換効率は、メタンの実験において達成された。
【００２６】２焦点の単一セル構造は、例１に記載され
るように第１の焦点のみにおいてガス循環を有し、１０
Ｈｚで動作される。１０Ｈｚでの特性は低いＰＲＦ（１
Ｈｚ）動作の特性と比較できるが、ガスは第２の焦点で
は循環されない。これは、ラーマン変換がほとんど第１
の焦点で行われることを示している。試験データは図
４，５および６に表され、例１で説明される。２焦点の
２セル構造は、例２に説明されるように試験された。試
験データは図７に表され、例２で説明されている。
【００２７】３焦点の単一セルバックワードラーマン構
造は、例３に説明されるように試験され、２０００ｐｓ
ｉｇあるいは１４０．６Ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で、ラーマ
ン媒体として重水素を使用する。重水素の振動ストーク
スシフトは２９９１ｃｍ-1であり、重水素を使用してい
るレーザ装置は１．０６ミクロンのポンプビームに応じ
て眼に安全な出力ビームを生成することが可能であるよ
うにメタン（２９１６ｃｍ-1）の振幅ストークスシフト
とほぼ同じである。これらの試験の目的は、ＳＢＳを減
少させることであった。ＳＢＳに関するＳＢＳ利得は重
水素に対して低く、小さいＳＢＳは試験において遭遇さ
れる。重水素に関する問題は、ラーマン利得はメタンの
半分であることである。３焦点構造およびもっと高い圧
力は、減少した利得を部分的にオフセットする。測定さ
れたＳＢＳはメタン試験に比べて小さいが、ラーマン利
得はメタンの変換効率に十分に等しくはない。およそ３
０％の変換効率が重水素試験で達成された。試験データ
は図８および９に表され、例３において説明される。
【００２８】本発明の実施例は次の通りである。
【００２９】実施例１ 図１に示されるように装置が構成され試験され、２焦点
を有する単一のラーマンセルから形成される。ポンプ入
力エネルギは、１７ナノセカンドのパルス幅および１０
ＨｚのＰＲＦを有する１６３ミリジュール（ｍＪ）であ
る。ガスセルは、１０００ｐｓｉｇ（７０．３Ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）のメタンで満たされる。第１の焦点（34）のガス
は循環されるが、装置の設計および構造は第２の焦点36
のガスの循環を許容しない。焦点34および36のＦナンバ
ーは、それぞれＦ／３３およびＦ／２０である。コーナ
ーキューブが使用される場合、バックワードラーマン出
力は５５ｍＪであり、ＳＢＳエネルギは４７ｍＪであっ
た。コーナーキューブがない場合、バックワードラーマ
ン出力は４０ｍＪであり、ＳＢＳは５７ｍＪであった。
【００３０】図４は、ポンプ波に関して従来のラーマン
半共振器（“１／２共振器”と呼ばれている）と比較さ
れる図１（２焦点）のこの２焦点装置の特性を示す。水
平軸は、遠方フィールドのミリラジアン（ｍｒａｄ）の
十分な発散角度を表す。垂直軸は、１．５４ミクロンの
ビームの全エネルギの割合あるいは対応する遠方フィー
ルド角度内に含まれる波を表す。このバックワードＳＲ
Ｓ波の全エネルギの大部分が従来の構造よりも小さい角
度中に含まれることが図４に示される。これは低いビー
ム発散度の尺度であり、それによってさらに所望である
ビーム発散度の値は従来の構造よりも本発明によって達
成できることが示されている。
【００３１】図５および６は、図４と同様であるが、そ
れぞれ低いＰＲＦ（１Ｈｚ以下）および１０Ｈｚの本発
明のポンプおよびバックワードＳＲＳビーム発散度を表
す。ビーム発散度はＰＲＦによって増加するが、結果は
１０Ｈｚでさえ多数の実際的な応用に適用できる。この
増加は、第２の焦点においてガスを循環しないことによ
って生ずる乱れによる。第２の焦点のガスの循環で１０
Ｈｚビーム発散度を減少すべきである。
【００３２】実施例２ 図３に示されるような装置が構成され試験され、両セル
のラーマン媒体として８５０ｐｓｉｇ（５９．８Ｋｇ／
ｃｍ2 ）でメタンガスを有する２つのガスセルから形成
されている。第１のセルのガスのみが循環される。レン
ズ26および28'は２００ミリメートル（ｍｍ）の焦点距
離を有し、Ｆ／３３のＦナンバーを有し、第１のラーマ
ンセル16' 中にポンプビーム14が収束される。レンズ30
および32は１２５ｍｍの焦点距離を有し、Ｆ／２０のＦ
ナンバーを有し、第２のラーマンセル18中にポンプビー
ム14が収束される。入力ポンプビーム14のエネルギは、
１０ＨｚのＰＲＦで１５５ｍＪである。この装置の成分
波のエネルギは、次のように測定された。
【００３３】 バックワードＳＲＳ（出力）−５２ｍＪ 消耗したポンプ−３６ｍＪ セル間のフォワードＳＲＳ−９ｍＪ ＳＢＳ−２６ｍＪ 比較測定は、１５５ｍＪの同じ入力ポンプエネルギでコ
ーナーキューブ42を除去して行われた。成分波のエネル
ギは次の通りである。
【００３４】 バックワードＳＢＳ（出力）−３８ｍＪ 消耗したポンプ−３９ｍＪ セル間のフォワードＳＲＳ−１１ｍＪ ＳＢＳ−３９ｍＪ コーナーキューブ42は、バックワードＳＲＳエネルギを
増加し、ＳＢＳエネルギを減少する所望な結果を生成す
ることがわかる。
【００３５】図７は、図３（“２焦点として示され
る”）の装置の特性を示しているグラフであり、第２の
ラーマンセル18（“１焦点”として示される）の削除か
ら生ずる単一焦点バックワードラーマン構造と比較され
る。コーナーキューブは、フォワードＳＲＳを反射して
戻すように１焦点および２焦点構造の両方で使用され
る。ポンプビームエネルギの関数としてバックワードＳ
ＲＳは単一焦点構造よりもこの２焦点構造の方が実質的
に大きい。
【００３６】実施例３ ３焦点を有する単一のラーマンセルを含んでいるレーザ
装置は、本発明に従って形成される。セルは、６００ｐ
ｓｉｇ（４２．２Ｋｇ／ｃｍ2 ）でメタンが含まれる。
ポンプビームは、それぞれＦ／４８，Ｆ／３７およびＦ
／３１のＦナンバーでセル中に収束される。図８および
９は、それぞれコーナーキューブがない場合とある場合
の入力レーザポンプビームエネルギの関数として成分波
の出力エネルギを示す。装置の出力を構成するバックワ
ードＳＲＳ波のエネルギは、コーナーキューブを加える
ことによってＳＢＳ波のエネルギに関して実質的に増加
されることが注目される。加えて、メタンの低い圧力は
ＳＢＳを減少し、ラーマン変換効率は第３の焦点を加え
る結果として良好である。
【００３７】本発明の幾つかの実施例が示され説明され
ているが、多数の変更および別の実施例は、本発明の技
術的範囲内を逸脱することなしに当業者によって行われ
るであろう。従って、本発明は特定の記載された実施例
にのみ限定されない。種々の変更が熟慮され、添付され
た特許請求の範囲によって定められるような本発明の目
的から離れることなく行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例に従った単一のセルの
２焦点バックワードラーマンレーザ装置の概略図。
【図２】図１のラーマンレーザ装置の成分波を示す図。
【図３】本発明の別の実施例に従った２焦点の２セルバ
ックワードラーマンレーザ装置の概略図。
【図４】従来技術と比較した図１の装置の特性を示すグ
ラフ。
【図５】低いパルス反復周波数における図１のレーザ装
置の成分波のビーム発散度を示すグラフ。
【図６】高いパルス反復周波数における図１のレーザ装
置の成分波のビーム発散度を示すグラフ。
【図７】単一焦点レーザと比較される図３の２焦点の２
セルラーマンレーザ装置のバックワードラーマンエネル
ギを示すグラフ。
【図８】コーナーキューブ反射器が無い場合の入力レー
ザポンプビームエネルギの関数として本発明に従った３
焦点バックワードラーマンレーザの成分波エネルギを示
すヒストグラム。
【図９】コーナーキューブ反射器がある場合の入力レー
ザポンプビームエネルギの関数として本発明に従った３
焦点バックワードラーマンレーザの成分波エネルギを示
すヒストグラム。
【符号の説明】
14…ポンプビーム、16,16',18 …ラーマンセル、20…ラ
ーマン媒体、34,36 …焦点、38…出力ビーム、40…出力
手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・デイー・ストウルツ アメリカ合衆国、カリフオルニア州 92649、ハンテイングトン・ビーチ、ロビ ンウツド・ドライブ 5122

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）光学ポンプビームを生成するため
    のポンプレーザ手段と、 （ｂ）ポンプビームがそれを通って伝播するように配置
    されているラーマンセル手段と、 （ｃ）第１のフォワードの刺激されたラーマン散乱波お
    よび第１のバックワードの刺激されたラーマン散乱波が
    生成される第１の焦点でラーマンセル中の光ポンプビー
    ムを収束するためのラーマンセル手段に近接して位置さ
    れる第１の収束手段と、 （ｄ）第１の焦点からの出力を第２のフォワードの刺激
    されたラーマン散乱波および第２のバックワードの刺激
    されたラーマン散乱波が生成される第２の焦点へ再び焦
    点を結ばせるために第１の焦点に近接して位置される第
    ２の収束手段とを具備し、 前記第２のバックワードの刺激されたラーマン散乱波は
    バックワードに伝播し、前記第１のバックワードの刺激
    されたラーマン散乱波の生成のシードとなり、それによ
    ってラーマンセル手段からの第１のバックワードの刺激
    されたラーマン散乱波出力のエネルギを増加させ、 （ｅ）さらに装置の外部に第１のバックワードの刺激さ
    れたラーマン散乱波を導くためにポンプレーザ手段とラ
    ーマンセル手段との間に配置されている出力手段を具備
    していることを特徴とする刺激されたラーマン散乱レー
    ザ装置。
  2. 【請求項２】 前記第２の収束手段および前記第２の焦
    点が前記ラーマンセル手段内に位置されている請求項１
    記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記ラーマンセル手段からの出力の伝播
    路に配置されている第２のラーマンセル手段をさらに具
    備し、前記第２の収束手段がこの第２のラーマンセル手
    段内に前記第２の焦点を与えるように配置されている請
    求項１記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記第２の焦点からの出力を第３のフォ
    ワードの刺激されたラーマン散乱波および第３のバック
    ワードの刺激されたラーマン散乱波が生成される第３の
    焦点へ再び焦点を結ばせる前記第２の焦点に近接して位
    置されている第３の収束手段をさらに具備し、この第３
    のバックワードの刺激されたラーマン散乱波はバックワ
    ードに伝播し、前記第２のバックワードの刺激されたラ
    ーマン散乱波の生成のシードとなる請求項１記載の装
    置。
  5. 【請求項５】 出力手段がポンプビームを透過し、第１
    のバックワードの刺激されたラーマン散乱波を反射する
    二色性のビームスプリッタ手段を具備している請求項１
    記載の装置。
  6. 【請求項６】 光学利得を増加するためのラーマンセル
    手段を通る第１のフォワードの刺激されたラーマン散乱
    波および第２のフォワードの刺激されたラーマン散乱波
    を反射するための反射器手段をさらに具備している請求
    項１記載の装置。
  7. 【請求項７】 装置の外部にを向けるためのポンプレー
    ザ手段とラーマンセル手段の間に配置された刺激された
    ブリユアン散乱光学アイソレータ手段をさらに具備し、
    刺激されたブリユアン散乱波がラーマンセル手段で生成
    され、ポンプレーザ手段の方向に伝播する請求項１記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 ラーマンセル手段を通って伝播した後に
    装置の外部にポンプビームを導くためのポンプビーム排
    出手段をさらに具備している請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 ラーマンセル手段が刺激されたラーマン
    散乱を促進し、刺激されたブリユアン散乱を抑制するよ
    うに選択された圧力のガス状のラーマン媒体を具備し請
    求項１記載の装置。
  10. 【請求項１０】 ラーマン媒体がメタンおよび重水素か
    らなるグループから選択される材料を含む請求項９記載
    の装置。
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