JPH06237031A - 増幅型狭帯域レーザ発振器 - Google Patents
増幅型狭帯域レーザ発振器Info
- Publication number
- JPH06237031A JPH06237031A JP2254793A JP2254793A JPH06237031A JP H06237031 A JPH06237031 A JP H06237031A JP 2254793 A JP2254793 A JP 2254793A JP 2254793 A JP2254793 A JP 2254793A JP H06237031 A JPH06237031 A JP H06237031A
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- Japan
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- laser
- laser medium
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- band
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Abstract
(57)【要約】
【目的】狭帯域化発振部から増幅部への光伝送が、幾何
光学的にも明確に行なわれ、大きなレーザ出力を適確に
得ることのできる増幅型狭帯域レーザ発振器を提供する
こと。 【構成】本発明の増幅型狭帯域レーザ発振器は、レーザ
媒質１１の一部１１ａを狭帯域発振部の要素とし、上記
レーザ媒質１１の残余の部分を増幅部１１ｂとするもの
であって、中央部位にて反射を行なう如く前記レーザ媒
質１１の一端側に配設された凸面鏡１２と、この凸面鏡
１２に前記レーザ媒質１１を介して対向する如く上記レ
ーザ媒質１１の他端側に配設された中心部に透孔１３ａ
を有する有孔凹面鏡１３と、からなる不安定型光共振器
を備えている。
光学的にも明確に行なわれ、大きなレーザ出力を適確に
得ることのできる増幅型狭帯域レーザ発振器を提供する
こと。 【構成】本発明の増幅型狭帯域レーザ発振器は、レーザ
媒質１１の一部１１ａを狭帯域発振部の要素とし、上記
レーザ媒質１１の残余の部分を増幅部１１ｂとするもの
であって、中央部位にて反射を行なう如く前記レーザ媒
質１１の一端側に配設された凸面鏡１２と、この凸面鏡
１２に前記レーザ媒質１１を介して対向する如く上記レ
ーザ媒質１１の他端側に配設された中心部に透孔１３ａ
を有する有孔凹面鏡１３と、からなる不安定型光共振器
を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はレーザ媒質の一部を狭帯
域発振部の要素とし、上記レーザ媒質の残余の部分を増
幅部とする増幅型狭帯域レーザ発振器に係り、特に発振
波長の帯域幅が数ｐｍ程度の極めて狭い帯域幅のレーザ
出力光を発生する計測用あるいは加工用として好適な増
幅型狭帯域レーザ発振器に関する。
域発振部の要素とし、上記レーザ媒質の残余の部分を増
幅部とする増幅型狭帯域レーザ発振器に係り、特に発振
波長の帯域幅が数ｐｍ程度の極めて狭い帯域幅のレーザ
出力光を発生する計測用あるいは加工用として好適な増
幅型狭帯域レーザ発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３の（ａ）（ｂ）は、従来のこの種の
増幅型狭帯域レーザ発振器の構成を示す図である。１は
レーザ媒質、１ａはレーザ媒質発振部、１ｂはレーザ媒
質増幅部、２はビーム偏向用プリズム、３はエタロン、
４は第１の全反射鏡、５は第２の全反射鏡である。ま
た、６はレーザ出力、７は出力強度分布を示している。
増幅型狭帯域レーザ発振器の構成を示す図である。１は
レーザ媒質、１ａはレーザ媒質発振部、１ｂはレーザ媒
質増幅部、２はビーム偏向用プリズム、３はエタロン、
４は第１の全反射鏡、５は第２の全反射鏡である。ま
た、６はレーザ出力、７は出力強度分布を示している。
【０００３】ビーム偏向用プリズム２，エタロン３，第
１の全反射鏡４の三つは、発振波長の帯域幅を通常の発
振における場合よりも狭くするための狭帯域化用光学素
子系を構成している。この系はエタロン３の狭い波長幅
透過特性を利用した方式のものである。
１の全反射鏡４の三つは、発振波長の帯域幅を通常の発
振における場合よりも狭くするための狭帯域化用光学素
子系を構成している。この系はエタロン３の狭い波長幅
透過特性を利用した方式のものである。
【０００４】図３に示すレーザ発振器における問題点
は、レーザ媒質発振部１ａを含む狭帯域化発振部の光線
を、レーザ媒質増幅部１ｂへ光伝送する手段にある。図
３では幾何光学的には発振部１ａと増幅部１ｂとが独立
しているため、発振部１ａから増幅部１ｂへは光が伝送
されない。すなわち、第２の全反射鏡５で反射される発
振部１ａからの光は、大部分が同レーザ媒質発振部１ａ
にとどまることになる。ただし、光の回折効果によって
広がる光線成分があり、これがレーザ媒質１の増幅部１
ｂに入り、増幅されてレーザ出力６となるものである
が、効率が悪い。
は、レーザ媒質発振部１ａを含む狭帯域化発振部の光線
を、レーザ媒質増幅部１ｂへ光伝送する手段にある。図
３では幾何光学的には発振部１ａと増幅部１ｂとが独立
しているため、発振部１ａから増幅部１ｂへは光が伝送
されない。すなわち、第２の全反射鏡５で反射される発
振部１ａからの光は、大部分が同レーザ媒質発振部１ａ
にとどまることになる。ただし、光の回折効果によって
広がる光線成分があり、これがレーザ媒質１の増幅部１
ｂに入り、増幅されてレーザ出力６となるものである
が、効率が悪い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の増幅型狭帯域レーザ発振器では、第２の反射鏡５がレ
ーザ媒質１の中心光軸０に対して直角に設置されるた
め、幾何光学的には発振部１ａの光は増幅部１ｂへ伝送
されない。そして第２の全反射鏡５からの反射光のうち
回折により広がった反射角成分のみがレーザ媒質増幅部
１ｂに入り、レーザ出力６となる。この型のレーザ発振
器では、レーザ媒質増幅部１ｂの断面積をレーザ媒質１
の発振部の断面積に対して大きくしても、増幅機能上は
何ら意味がなく、出力を大きくすることができない。
の増幅型狭帯域レーザ発振器では、第２の反射鏡５がレ
ーザ媒質１の中心光軸０に対して直角に設置されるた
め、幾何光学的には発振部１ａの光は増幅部１ｂへ伝送
されない。そして第２の全反射鏡５からの反射光のうち
回折により広がった反射角成分のみがレーザ媒質増幅部
１ｂに入り、レーザ出力６となる。この型のレーザ発振
器では、レーザ媒質増幅部１ｂの断面積をレーザ媒質１
の発振部の断面積に対して大きくしても、増幅機能上は
何ら意味がなく、出力を大きくすることができない。
【０００６】本発明の目的は、狭帯域化発振部から増幅
部への光伝送が幾何光学的にも明確に行なわれ、大きな
レーザ出力を適確に得ることのできる増幅型狭帯域レー
ザ発振器を提供することにある。
部への光伝送が幾何光学的にも明確に行なわれ、大きな
レーザ出力を適確に得ることのできる増幅型狭帯域レー
ザ発振器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
し目的を達成するために、レーザ媒質をはさんで、中央
部位で反射を行なう如く設けられた凸面鏡と、中心部に
透孔を有する有孔凹面鏡とを対向配置してなる不安定型
光共振器を設置するようにした。不安定型光共振器と
は、反射光の中に中心光軸から広がる成分が現われる特
性をもった光共振器をいう。
し目的を達成するために、レーザ媒質をはさんで、中央
部位で反射を行なう如く設けられた凸面鏡と、中心部に
透孔を有する有孔凹面鏡とを対向配置してなる不安定型
光共振器を設置するようにした。不安定型光共振器と
は、反射光の中に中心光軸から広がる成分が現われる特
性をもった光共振器をいう。
【０００８】
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。狭帯域化発振部から増幅部への光伝送が幾何光学的
にも明確に行なわれるため、増幅部断面積を増大させる
と、これが出力増大に有効に寄与する。また光の増幅部
通過回数が従来よりも多くなるため、増幅率が実質的に
向上することになる。
る。狭帯域化発振部から増幅部への光伝送が幾何光学的
にも明確に行なわれるため、増幅部断面積を増大させる
と、これが出力増大に有効に寄与する。また光の増幅部
通過回数が従来よりも多くなるため、増幅率が実質的に
向上することになる。
【０００９】
【実施例】図１の（ａ）（ｂ）は本発明の第１実施例に
係わる増幅型狭帯域レーザ発振器の構成を示す図であ
る。レーザ媒質１１は中心部にレーザ媒質発振部１１ａ
を有し、外周部にレーザ媒質増幅部１１ｂを有してい
る。上記レーザ媒質１１の一端側には中央部位に反射部
１２ａを有し、周辺部位に透過部１２ｂを有する部分反
射凸面鏡１２が配設されている。レーザ媒質１１の他端
側には、中央部位に透孔１３ａを有し、周辺部位に反射
部１３ｂを有する有孔凹面鏡１３が配設されている。有
孔凹面鏡１３の後方部位には、ビーム径拡大プリズム１
４（１４ａ，１４ｂ）と、リトロ型回折格子１５とから
なる狭帯域化用光学素子系が設けられている。この系
は、リトロ型回折格子１５が波長に応じて光の反射角を
変化させる特性を利用して、一定角度範囲の反射光のみ
を取出し、発振波長の帯域を狭くするようにした方式の
ものである。リトロ型回折格子１５はより大きな光断面
の光が入射する方が、狭帯域化特性が向上する。このた
め、ビーム径拡大プリズム１４を用いてビーム径を拡大
している。なお、このプリズム１４はリトロ型回折格子
１５から反射されてくる狭帯域レーザ光については、こ
れを有孔凹面鏡１３の透孔１３ａを通過させるべく、ビ
ーム径縮小機能をもつ光学系として働く。
係わる増幅型狭帯域レーザ発振器の構成を示す図であ
る。レーザ媒質１１は中心部にレーザ媒質発振部１１ａ
を有し、外周部にレーザ媒質増幅部１１ｂを有してい
る。上記レーザ媒質１１の一端側には中央部位に反射部
１２ａを有し、周辺部位に透過部１２ｂを有する部分反
射凸面鏡１２が配設されている。レーザ媒質１１の他端
側には、中央部位に透孔１３ａを有し、周辺部位に反射
部１３ｂを有する有孔凹面鏡１３が配設されている。有
孔凹面鏡１３の後方部位には、ビーム径拡大プリズム１
４（１４ａ，１４ｂ）と、リトロ型回折格子１５とから
なる狭帯域化用光学素子系が設けられている。この系
は、リトロ型回折格子１５が波長に応じて光の反射角を
変化させる特性を利用して、一定角度範囲の反射光のみ
を取出し、発振波長の帯域を狭くするようにした方式の
ものである。リトロ型回折格子１５はより大きな光断面
の光が入射する方が、狭帯域化特性が向上する。このた
め、ビーム径拡大プリズム１４を用いてビーム径を拡大
している。なお、このプリズム１４はリトロ型回折格子
１５から反射されてくる狭帯域レーザ光については、こ
れを有孔凹面鏡１３の透孔１３ａを通過させるべく、ビ
ーム径縮小機能をもつ光学系として働く。
【００１０】レーザ媒質１１は、幾何光学的に発振部１
１ａを含む狭帯域化発振部と増幅部１１ｂとに明確に区
分され、上記狭帯域化発振部から増幅部１１ｂへの光の
伝送が適確に行なわれるものとなっている。また上記増
幅部１１ｂの断面積は、図３に示した従来のものに比べ
ると十分大きくしてあり、増幅作用が有効に行なわれる
ように配慮されている。さらに増幅部１１ｂを通過する
光の通過回数が、従来の１回から２回に増加するように
なし、増幅部１１ｂにおける増幅率が実質的に向上する
如く構成されている。
１ａを含む狭帯域化発振部と増幅部１１ｂとに明確に区
分され、上記狭帯域化発振部から増幅部１１ｂへの光の
伝送が適確に行なわれるものとなっている。また上記増
幅部１１ｂの断面積は、図３に示した従来のものに比べ
ると十分大きくしてあり、増幅作用が有効に行なわれる
ように配慮されている。さらに増幅部１１ｂを通過する
光の通過回数が、従来の１回から２回に増加するように
なし、増幅部１１ｂにおける増幅率が実質的に向上する
如く構成されている。
【００１１】次に、本実施例の作用を説明する。レーザ
媒質１１の発振部１１ａから部分反射凸面鏡１２の反射
部１２ａへ入射するほぼ平行なレーザ光は、その周辺が
拡大されるが、垂直反射される成分もある。この垂直反
射成分は対向配置されている有孔凹面鏡１３の透孔１３
ａを通過してビーム径拡大プリズム１４（１４ａ，１４
ｂ）、リトロ型回折格子１５からなる狭帯域化用光学素
子系へ導びかれる。ここで、発振波長帯域幅の狭い発振
光が形成され、かつ反射されて戻ってくる。この戻って
きた光のうち、部分反射凸面鏡１２で反射され再び広げ
られた広角度成分は、有孔凹面鏡１３の中心部の透孔１
３ａより外側に位置する凹面型反射部１３ｂにて口径の
大きな平行光１６′となり、レーザ媒質１１の増幅部１
１ｂを通過し、さらに部分反射凸面鏡１２の透過部１２
ｂを透過し、レーザ出力１６として取出される。
媒質１１の発振部１１ａから部分反射凸面鏡１２の反射
部１２ａへ入射するほぼ平行なレーザ光は、その周辺が
拡大されるが、垂直反射される成分もある。この垂直反
射成分は対向配置されている有孔凹面鏡１３の透孔１３
ａを通過してビーム径拡大プリズム１４（１４ａ，１４
ｂ）、リトロ型回折格子１５からなる狭帯域化用光学素
子系へ導びかれる。ここで、発振波長帯域幅の狭い発振
光が形成され、かつ反射されて戻ってくる。この戻って
きた光のうち、部分反射凸面鏡１２で反射され再び広げ
られた広角度成分は、有孔凹面鏡１３の中心部の透孔１
３ａより外側に位置する凹面型反射部１３ｂにて口径の
大きな平行光１６′となり、レーザ媒質１１の増幅部１
１ｂを通過し、さらに部分反射凸面鏡１２の透過部１２
ｂを透過し、レーザ出力１６として取出される。
【００１２】このように本実施例では不安定型光共振器
を採用しているので、レーザ媒質１１が発振部１１ａを
含む狭帯域化発振部と増幅部１１ｂとに幾何光学的に明
確に区分されることになり、狭帯域化発振部から増幅部
１１ｂへの光伝送が適確に行なわれる。そして、増幅部
１１ｂの断面積を大きくすることで増幅作用が有効に行
なわれ、レーザ出力１７を大きくすることができる。な
お、本実施例の出力強度分布は図１の（ｂ）に示すよう
に、部分反射凸面鏡１２の反射部１２ａが存在している
中心軸近傍にはレーザ出力１７が存在しないような出力
強度分布（一般的にはドーナツ形の強度分布となる）を
呈する。
を採用しているので、レーザ媒質１１が発振部１１ａを
含む狭帯域化発振部と増幅部１１ｂとに幾何光学的に明
確に区分されることになり、狭帯域化発振部から増幅部
１１ｂへの光伝送が適確に行なわれる。そして、増幅部
１１ｂの断面積を大きくすることで増幅作用が有効に行
なわれ、レーザ出力１７を大きくすることができる。な
お、本実施例の出力強度分布は図１の（ｂ）に示すよう
に、部分反射凸面鏡１２の反射部１２ａが存在している
中心軸近傍にはレーザ出力１７が存在しないような出力
強度分布（一般的にはドーナツ形の強度分布となる）を
呈する。
【００１３】図２の（ａ）は狭帯域化用光学素子系とし
て、図３に示したものと同様のエタロン３と全反射鏡４
との組合せを用いた場合の第２実施例を示す図である。
エタロン３は、狭帯域化透過特性がビーム径と関連がな
いため、第１実施例で用いた拡大用の光学素子（プリズ
ム１４）は用いていない。この第２実施例も図１に示す
第１実施例と同様の作用効果を奏する。
て、図３に示したものと同様のエタロン３と全反射鏡４
との組合せを用いた場合の第２実施例を示す図である。
エタロン３は、狭帯域化透過特性がビーム径と関連がな
いため、第１実施例で用いた拡大用の光学素子（プリズ
ム１４）は用いていない。この第２実施例も図１に示す
第１実施例と同様の作用効果を奏する。
【００１４】図２の（ｂ）はレーザ出力を取出す手段と
して、レーザ出力用反射鏡１８を付加した方式の第３実
施例の主要部を示す図である。本実施例においては、凸
面鏡１２′の反射膜１２ａ′が全域に亘って一様に設け
られている。したがって上記反射膜１２ａ′の製作には
格別の制限がなくなる。その代りにレーザ出力用反射鏡
１８の中心部に中心孔１８ａを設けると共に、その周辺
部に反射部１８ｂを設けること等が要求される。しかし
不安定型光共振器の構成としては一般的なものであり、
製作上の困難性はない。
して、レーザ出力用反射鏡１８を付加した方式の第３実
施例の主要部を示す図である。本実施例においては、凸
面鏡１２′の反射膜１２ａ′が全域に亘って一様に設け
られている。したがって上記反射膜１２ａ′の製作には
格別の制限がなくなる。その代りにレーザ出力用反射鏡
１８の中心部に中心孔１８ａを設けると共に、その周辺
部に反射部１８ｂを設けること等が要求される。しかし
不安定型光共振器の構成としては一般的なものであり、
製作上の困難性はない。
【００１５】不安定型光共振器単独で用いるレーザ発振
器、狭帯域化用光学素子を用いた発振器等はすでに知ら
れているが、一台のレーザ媒質に対して上記両者を組合
せた光学配置のものはこれまでになく、このような組合
せで用いることが本発明の特徴である。
器、狭帯域化用光学素子を用いた発振器等はすでに知ら
れているが、一台のレーザ媒質に対して上記両者を組合
せた光学配置のものはこれまでになく、このような組合
せで用いることが本発明の特徴である。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば次のような作用効果が期
待できる。 （１）一台のレーザ媒質について、狭帯域化発振部と増
幅部とが幾何光学的に明確に区分され、発振部から増幅
部への光伝送が適確に行なわれる。 （２）このため増幅部断面積を大きくし、凸面鏡と凹面
鏡の曲率半径を適切にすることにより、増幅作用が有効
に行なわれる。 （３）レーザ媒質の増幅部を通過する光の通過回数が増
加し、増幅率を実質的にアップできる。 （４）かくして大きなレーザ出力を適確に得ることがで
きる。
待できる。 （１）一台のレーザ媒質について、狭帯域化発振部と増
幅部とが幾何光学的に明確に区分され、発振部から増幅
部への光伝送が適確に行なわれる。 （２）このため増幅部断面積を大きくし、凸面鏡と凹面
鏡の曲率半径を適切にすることにより、増幅作用が有効
に行なわれる。 （３）レーザ媒質の増幅部を通過する光の通過回数が増
加し、増幅率を実質的にアップできる。 （４）かくして大きなレーザ出力を適確に得ることがで
きる。
【図１】（ａ）は本発明の第１実施例に係わる増幅型狭
帯域レーザ発振器の構成を示す図、（ｂ）は同実施例の
出力強度分布特性図。
帯域レーザ発振器の構成を示す図、（ｂ）は同実施例の
出力強度分布特性図。
【図２】（ａ）は本発明の第２実施例に係わる増幅型狭
帯域レーザ発振器の構成を示す図、（ｂ）および（ｃ）
は本発明の第３実施例に係わる増幅型狭帯域レーザ発振
器の要部構成図および出力強度分布特性図。
帯域レーザ発振器の構成を示す図、（ｂ）および（ｃ）
は本発明の第３実施例に係わる増幅型狭帯域レーザ発振
器の要部構成図および出力強度分布特性図。
【図３】（ａ）は従来例に係わる増幅型狭帯域レーザ発
振器の構成を示す図、（ｂ）は同従来例の出力強度分布
特性図。
振器の構成を示す図、（ｂ）は同従来例の出力強度分布
特性図。
１１…レーザ媒質 １１ａ…レーザ媒質発振部 １１ｂ…レーザ媒質増幅部 １２…部分反射凸面鏡 １
２ａ…反射部 １２ｂ…透過部 １３…有孔凹面鏡 １
３ａ…透孔 １３ｂ…反射部 １４（１４ａ，１４ｂ）…
ビーム径拡大プリズム １５…リトロ型回折格子 １６…レーザ出力 １
７…出力強度分布
２ａ…反射部 １２ｂ…透過部 １３…有孔凹面鏡 １
３ａ…透孔 １３ｂ…反射部 １４（１４ａ，１４ｂ）…
ビーム径拡大プリズム １５…リトロ型回折格子 １６…レーザ出力 １
７…出力強度分布
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ媒質の一部を狭帯域発振部の要素と
し、上記レーザ媒質の残余の部分を増幅部とする増幅型
狭帯域レーザ発振器において、 中央部位にて反射を行なう如く、前記レーザ媒質の一端
側に配設された凸面鏡と、 この凸面鏡に前記レーザ媒質を介して対向する如く、上
記レーザ媒質の他端側に配設された中心部に透孔を有す
る有孔凹面鏡と、 からなる不安定型光共振器を備えてなることを特徴とす
る増幅型狭帯域レーザ発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254793A JPH06237031A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 増幅型狭帯域レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2254793A JPH06237031A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 増幅型狭帯域レーザ発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06237031A true JPH06237031A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=12085866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2254793A Withdrawn JPH06237031A (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 増幅型狭帯域レーザ発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06237031A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019530220A (ja) * | 2016-09-07 | 2019-10-17 | ロフィン−ジナール レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 波長区別スラブレーザ |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP2254793A patent/JPH06237031A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019530220A (ja) * | 2016-09-07 | 2019-10-17 | ロフィン−ジナール レーザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 波長区別スラブレーザ |
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