JPH06104512A - チタンサファイアレーザ発振装置 - Google Patents
チタンサファイアレーザ発振装置Info
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- JPH06104512A JPH06104512A JP24846792A JP24846792A JPH06104512A JP H06104512 A JPH06104512 A JP H06104512A JP 24846792 A JP24846792 A JP 24846792A JP 24846792 A JP24846792 A JP 24846792A JP H06104512 A JPH06104512 A JP H06104512A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 励起用レーザ光を出力する励起用光源と、上
記励起用レ−ザ光の光路に設けられこの励起用レ−ザ光
を透過させる位相共役鏡と、頂角を形成する２面がブリ
ュースタ面になりこれらブリュースタ面の一方とこの面
に入射する上記励起用レ−ザ光とのなす入射角がブリュ
ースタ角にされて配置された分散プリズム形のチタンサ
ファイア結晶体からなるレーザ媒質と、このレーザ媒質
を透過した光路に入射角をブリュースタ角にして設けら
れたブリュースタ分散プリズムと、このブリュースタ分
散プリズムを透過した光路に設けられ上記位相共役鏡と
光共振器を構成する出力鏡と、上記レーザ媒質を透過す
る透過光の光路長が変化する方向に駆動させる駆動手段
とを備えたことを特徴とするチタンサファイアレーザ発
振装置。 【効果】 レーザ媒質内の発振ビーム径の制御は出力鏡
の曲率半径を変えることで制御が容易になり、発振効率
の向上が図れた。
記励起用レ−ザ光の光路に設けられこの励起用レ−ザ光
を透過させる位相共役鏡と、頂角を形成する２面がブリ
ュースタ面になりこれらブリュースタ面の一方とこの面
に入射する上記励起用レ−ザ光とのなす入射角がブリュ
ースタ角にされて配置された分散プリズム形のチタンサ
ファイア結晶体からなるレーザ媒質と、このレーザ媒質
を透過した光路に入射角をブリュースタ角にして設けら
れたブリュースタ分散プリズムと、このブリュースタ分
散プリズムを透過した光路に設けられ上記位相共役鏡と
光共振器を構成する出力鏡と、上記レーザ媒質を透過す
る透過光の光路長が変化する方向に駆動させる駆動手段
とを備えたことを特徴とするチタンサファイアレーザ発
振装置。 【効果】 レーザ媒質内の発振ビーム径の制御は出力鏡
の曲率半径を変えることで制御が容易になり、発振効率
の向上が図れた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はチタンサファイアレーザ
発振装置に関する。
発振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、６５０ｎｍから１１００ｎｍまで
幅広い発振域を有するチタンサファイアレーザ発振装置
の波長選択において、波長選択素子として、プリズム、
複屈折フィルタ、回折格子などを共振器内に挿入する方
法が用いられている。特に比較的挿入損失の少ないプリ
ズムと複屈折フィルタを複数枚挿入して発振波長幅を狭
くする方法が用いられている。これらの例について「Ti
tanium saphire lasercharacteristics,APPL.Opt,27,1
3,1988 」に開示されたものを図３、４において説明す
る。図３に示す従来例は、励起レ−ザ光の光路に設けた
ロッド状のチタンサファイアからなる固体レーザ媒質
と、固体レーザ媒質(2) の一端側に設けられた高反射鏡
(3) と、この高反射鏡(3) と固体レーザ媒質(2) との間
になり、励起レ−ザ光(1) を固体レーザ媒質の一端に導
くように設けられた第１，第２のブリュースタ分散プリ
ズム(4) 、(5) と、固体レーザ媒質(2) の他端側に設け
られ、高反射鏡(3) と光共振器を形成する出力鏡(6) と
を備えた構成になっている。図３の構成において、高反
射鏡(3) は第１のブリュースタ分散プリズム(4) への入
射光路から外れ、出力鏡(6) から反射し、固体レーザ媒
質(2) 、第２、第１のブュースタ分散プリズム(5) 、
(4) を経て屈折された図中破線で示す光路(7) に波長選
択のために、反射角度を調整可能になるように回動自在
に設けられている。また、図４に示す上記とは別の従来
例は、ロッド状のチタンサファイアからなる固体レーザ
媒質(8) と、この固体レーザ媒質(8) の一端側に励起レ
−ザ光(9）とほぼ同軸に設けられ、励起レ−ザ光(9）に
対して透過性を有する高反射鏡(10)と、固体レーザ媒質
(8) の他端側に設けられた４枚構成の複屈折フィルタ(1
1)と、この複屈折フィルタ(11)を間にして高反射鏡(10)
と光共振器を形成する出力鏡(12)とを備えた構成になっ
ている。
幅広い発振域を有するチタンサファイアレーザ発振装置
の波長選択において、波長選択素子として、プリズム、
複屈折フィルタ、回折格子などを共振器内に挿入する方
法が用いられている。特に比較的挿入損失の少ないプリ
ズムと複屈折フィルタを複数枚挿入して発振波長幅を狭
くする方法が用いられている。これらの例について「Ti
tanium saphire lasercharacteristics,APPL.Opt,27,1
3,1988 」に開示されたものを図３、４において説明す
る。図３に示す従来例は、励起レ−ザ光の光路に設けた
ロッド状のチタンサファイアからなる固体レーザ媒質
と、固体レーザ媒質(2) の一端側に設けられた高反射鏡
(3) と、この高反射鏡(3) と固体レーザ媒質(2) との間
になり、励起レ−ザ光(1) を固体レーザ媒質の一端に導
くように設けられた第１，第２のブリュースタ分散プリ
ズム(4) 、(5) と、固体レーザ媒質(2) の他端側に設け
られ、高反射鏡(3) と光共振器を形成する出力鏡(6) と
を備えた構成になっている。図３の構成において、高反
射鏡(3) は第１のブリュースタ分散プリズム(4) への入
射光路から外れ、出力鏡(6) から反射し、固体レーザ媒
質(2) 、第２、第１のブュースタ分散プリズム(5) 、
(4) を経て屈折された図中破線で示す光路(7) に波長選
択のために、反射角度を調整可能になるように回動自在
に設けられている。また、図４に示す上記とは別の従来
例は、ロッド状のチタンサファイアからなる固体レーザ
媒質(8) と、この固体レーザ媒質(8) の一端側に励起レ
−ザ光(9）とほぼ同軸に設けられ、励起レ−ザ光(9）に
対して透過性を有する高反射鏡(10)と、固体レーザ媒質
(8) の他端側に設けられた４枚構成の複屈折フィルタ(1
1)と、この複屈折フィルタ(11)を間にして高反射鏡(10)
と光共振器を形成する出力鏡(12)とを備えた構成になっ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図３の従来例では波長
選択素子である第１、第２のブリュースタ分散プリズム
(4) 、(5) が設けられ、また、図４の従来例では波長選
択素子である複屈折フィルタ(11)を設けているので、い
ずれも内部損失は避けられず、レーザ発振効率が低下し
ていた。また、波長選択素子の挿入により共振器長が長
くなってしまい、光共振器内部のキャビティモード径が
大きくなり、同様にレーザ発振効率が低下してしまう欠
点があった。本発明は、内部損失が少なく、波長選択制
御が容易でしかもコンパクトに構成可能なチタンサファ
イアレーザ発振装置を提供することを目的とする。
選択素子である第１、第２のブリュースタ分散プリズム
(4) 、(5) が設けられ、また、図４の従来例では波長選
択素子である複屈折フィルタ(11)を設けているので、い
ずれも内部損失は避けられず、レーザ発振効率が低下し
ていた。また、波長選択素子の挿入により共振器長が長
くなってしまい、光共振器内部のキャビティモード径が
大きくなり、同様にレーザ発振効率が低下してしまう欠
点があった。本発明は、内部損失が少なく、波長選択制
御が容易でしかもコンパクトに構成可能なチタンサファ
イアレーザ発振装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段と作用】励起用レーザ光を
出力する励起用光源と、上記励起用レ−ザ光の光路に設
けられこの励起用レ−ザ光を透過させる位相共役鏡と、
頂角を形成する２面がブリュースタ面になりこれらブリ
ュースタ面の一方とこの面に入射する上記励起用レ−ザ
光とのなす入射角がブリュースタ角にされて配置された
分散プリズム形のチタンサファイア結晶体からなるレー
ザ媒質と、このレーザ媒質を透過した光路に入射角をブ
リュースタ角にして設けられたブリュースタ分散プリズ
ムと、このブリュースタ分散プリズムを透過した光路に
設けられ上記位相共役鏡と光共振器を構成する出力鏡
と、上記レーザ媒質を透過する透過光の光路長が変化す
る方向に駆動させる駆動手段とを備えたもので、レーザ
媒質自体で波長選択が行われる。
出力する励起用光源と、上記励起用レ−ザ光の光路に設
けられこの励起用レ−ザ光を透過させる位相共役鏡と、
頂角を形成する２面がブリュースタ面になりこれらブリ
ュースタ面の一方とこの面に入射する上記励起用レ−ザ
光とのなす入射角がブリュースタ角にされて配置された
分散プリズム形のチタンサファイア結晶体からなるレー
ザ媒質と、このレーザ媒質を透過した光路に入射角をブ
リュースタ角にして設けられたブリュースタ分散プリズ
ムと、このブリュースタ分散プリズムを透過した光路に
設けられ上記位相共役鏡と光共振器を構成する出力鏡
と、上記レーザ媒質を透過する透過光の光路長が変化す
る方向に駆動させる駆動手段とを備えたもので、レーザ
媒質自体で波長選択が行われる。
【０００５】
【実施例】以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を
説明する。図１はエンドポンプ型になる本発明の一実施
例を示す。(20)はブリュースタ分散プリズムで、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザの第２高調波（５３２ｎｍ）もしくはアル
ゴンイオンレーザを出力する励起用光源(21)から出力さ
れた励起用レ−ザ光(22)がブリュースタ分散プリズム(2
0)の一方の矩形面にブリュースタ角で入射して他方の矩
形面から出射するように相対的に位置している。ブリュ
ースタ分散プリズム(20)を通過した光路にはチタンサフ
ァイアからなり、ブリュースタ分散プリズム形にカット
されたレーザ媒質(23)が設けられている。このレーザ媒
質(23)によって６５０ｎｍから１１００ｎｍの間で波長
可変なレーザが得られるが、ゲインが最大になる付近で
の波長選択もしくは波長制御を考え、図２(a) に示すよ
うに、ゲインが最大になる８１０ｎｍでの屈折率１．７
５７７よりブリュースタ入射角６０．３６３度を求め、
これより頂角５９．２７４度とした三角プリズムに形成
されている。したがって、レーザ媒質(23)は励起用レ−
ザ光(21)の入射角θが上記６０．６３３度となるように
設けられている。レーザ媒質(23)を通過した光路には、
石英ガラスの容器に所定の溶液を気密に封入して形成さ
れ、上記第２高調波を通過し、６５０ｎｍから１１００
ｎｍの波長に対しては高反射になる位相共役鏡(24)がこ
の光路と同軸になって設けられている。レーザ媒質(2
3)、レーザ媒質の励起部分、ブリュースタ分散プリズム
(20)によって決められるレーザ発振光路(25)上にはレー
ザ媒質(23)およびブリュースタ分散プリズム(20)を間に
して位相共役鏡(22)と光共振器を形成する出力鏡(26)が
設けられている。上記レーザ媒質(23)は駆動手段によっ
てこの媒質を透過する透過光の光路長が変化する方向に
駆動されるようになっている。上記駆動手段はレーザ媒
質(23)支持するステージ(27)と、このステージ(27)を上
記透過光路に直交する矢印Ｃに示す方向に駆動する駆動
体(28)を備えている。 また、レーザ媒質(23)は図２
(b) の矢印Ｂで示すようにブリュースタ面によって規定
される入射面に対して１０乃至１５度傾いた方向にＣ軸
を有し、一方、ブリュースタ面によって規定される偏光
面は図中Ａ方向になっている。
説明する。図１はエンドポンプ型になる本発明の一実施
例を示す。(20)はブリュースタ分散プリズムで、Ｎｄ：
ＹＡＧレーザの第２高調波（５３２ｎｍ）もしくはアル
ゴンイオンレーザを出力する励起用光源(21)から出力さ
れた励起用レ−ザ光(22)がブリュースタ分散プリズム(2
0)の一方の矩形面にブリュースタ角で入射して他方の矩
形面から出射するように相対的に位置している。ブリュ
ースタ分散プリズム(20)を通過した光路にはチタンサフ
ァイアからなり、ブリュースタ分散プリズム形にカット
されたレーザ媒質(23)が設けられている。このレーザ媒
質(23)によって６５０ｎｍから１１００ｎｍの間で波長
可変なレーザが得られるが、ゲインが最大になる付近で
の波長選択もしくは波長制御を考え、図２(a) に示すよ
うに、ゲインが最大になる８１０ｎｍでの屈折率１．７
５７７よりブリュースタ入射角６０．３６３度を求め、
これより頂角５９．２７４度とした三角プリズムに形成
されている。したがって、レーザ媒質(23)は励起用レ−
ザ光(21)の入射角θが上記６０．６３３度となるように
設けられている。レーザ媒質(23)を通過した光路には、
石英ガラスの容器に所定の溶液を気密に封入して形成さ
れ、上記第２高調波を通過し、６５０ｎｍから１１００
ｎｍの波長に対しては高反射になる位相共役鏡(24)がこ
の光路と同軸になって設けられている。レーザ媒質(2
3)、レーザ媒質の励起部分、ブリュースタ分散プリズム
(20)によって決められるレーザ発振光路(25)上にはレー
ザ媒質(23)およびブリュースタ分散プリズム(20)を間に
して位相共役鏡(22)と光共振器を形成する出力鏡(26)が
設けられている。上記レーザ媒質(23)は駆動手段によっ
てこの媒質を透過する透過光の光路長が変化する方向に
駆動されるようになっている。上記駆動手段はレーザ媒
質(23)支持するステージ(27)と、このステージ(27)を上
記透過光路に直交する矢印Ｃに示す方向に駆動する駆動
体(28)を備えている。 また、レーザ媒質(23)は図２
(b) の矢印Ｂで示すようにブリュースタ面によって規定
される入射面に対して１０乃至１５度傾いた方向にＣ軸
を有し、一方、ブリュースタ面によって規定される偏光
面は図中Ａ方向になっている。
【０００６】上記構成において、レーザ媒質(23)である
チタンサファイアは１軸性結晶であり、常光線と異常光
線とでは屈折率が異なるため、結晶Ｃ軸に平行でも垂直
でもない偏光をもった光が結晶に入射した場合には複屈
折性を示す。光共振器内の発振ビームの偏光はレーザ媒
質(23)とブリュースタ分散プリズム(20)では図中Ａ方向
であり、Ｃ軸が発振ビームの偏光とずれていることによ
り、レーザ媒質(23)は波長選択素子として働く。駆動体
(28)により、ステージ(27)を動かし光路長を変化させる
ことで任意の波長が選択できる。なお、矢印Ｄで示す示
すように回動して反射角度を変えるように構成してもよ
い。
チタンサファイアは１軸性結晶であり、常光線と異常光
線とでは屈折率が異なるため、結晶Ｃ軸に平行でも垂直
でもない偏光をもった光が結晶に入射した場合には複屈
折性を示す。光共振器内の発振ビームの偏光はレーザ媒
質(23)とブリュースタ分散プリズム(20)では図中Ａ方向
であり、Ｃ軸が発振ビームの偏光とずれていることによ
り、レーザ媒質(23)は波長選択素子として働く。駆動体
(28)により、ステージ(27)を動かし光路長を変化させる
ことで任意の波長が選択できる。なお、矢印Ｄで示す示
すように回動して反射角度を変えるように構成してもよ
い。
【０００７】
【発明の効果】レーザ発振において、レーザ媒質、ブリ
ュースタ分散プリズムによって非点収差が生じてしまう
が、光共振器の一方が位相共役鏡になっているので、上
記非点収差は解消された。これにより、チタンサファイ
アであるレーザ媒質内の発振ビーム径の制御は出力鏡の
曲率半径を変えることで制御が容易になり、発振効率の
向上が図れた。
ュースタ分散プリズムによって非点収差が生じてしまう
が、光共振器の一方が位相共役鏡になっているので、上
記非点収差は解消された。これにより、チタンサファイ
アであるレーザ媒質内の発振ビーム径の制御は出力鏡の
曲率半径を変えることで制御が容易になり、発振効率の
向上が図れた。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図１におけるレーザ媒質を説明するための図で
ある。
ある。
【図３】従来例の一つを示す構成図である。
【図４】他の従来例を示す構成図である。
(20)…ブリュースタ分散プリズム、(23)…レーザ媒質、
(24)…位相共役鏡、(26)…出力鏡、(27)…ステージ、(2
8)…駆動体。
(24)…位相共役鏡、(26)…出力鏡、(27)…ステージ、(2
8)…駆動体。
Claims (2)
- 【請求項１】 励起用レーザ光を出力する励起用光源
と、上記励起用レ−ザ光の光路に設けられこの励起用レ
−ザ光を透過させる位相共役鏡と、頂角を形成する２面
がブリュースタ面になりこれらブリュースタ面の一方と
この面に入射する上記励起用レ−ザ光とのなす入射角が
ブリュースタ角にされて配置された分散プリズム形のチ
タンサファイア結晶体からなるレーザ媒質と、このレー
ザ媒質を透過した光路に入射角をブリュースタ角にして
設けられたブリュースタ分散プリズムと、このブリュー
スタ分散プリズムを透過した光路に設けられ上記位相共
役鏡と光共振器を構成する出力鏡と、上記レーザ媒質を
透過する透過光の光路長が変化する方向に駆動させる駆
動手段とを備えたことを特徴とするチタンサファイアレ
ーザ発振装置。 - 【請求項２】 駆動手段はレーザ発振光路を出力ミラー
に入射させるようにレーザ媒質を駆動させることを特徴
とする請求項１記載のチタンサファイアレーザ発振装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24846792A JP3471038B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | チタンサファイアレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24846792A JP3471038B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | チタンサファイアレーザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104512A true JPH06104512A (ja) | 1994-04-15 |
| JP3471038B2 JP3471038B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=17178580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24846792A Expired - Fee Related JP3471038B2 (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | チタンサファイアレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3471038B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002311202A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-23 | Seiko Instruments Inc | サファイヤ板、偏光板付きサファイヤ板及び液晶プロジェクタ装置 |
| US6641939B1 (en) | 1998-07-01 | 2003-11-04 | The Morgan Crucible Company Plc | Transition metal oxide doped alumina and methods of making and using |
| WO2018037538A1 (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 株式会社メガオプト | レーザー増幅媒体、レーザー発振器およびレーザー増幅器 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP24846792A patent/JP3471038B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6641939B1 (en) | 1998-07-01 | 2003-11-04 | The Morgan Crucible Company Plc | Transition metal oxide doped alumina and methods of making and using |
| JP2002311202A (ja) * | 2001-04-12 | 2002-10-23 | Seiko Instruments Inc | サファイヤ板、偏光板付きサファイヤ板及び液晶プロジェクタ装置 |
| WO2018037538A1 (ja) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | 株式会社メガオプト | レーザー増幅媒体、レーザー発振器およびレーザー増幅器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3471038B2 (ja) | 2003-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |