JPH06252517A - 金属蒸気レーザ励起色素レーザシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属蒸気レーザ発振器が故障しても、金属蒸気
レーザ増幅システムが動かなくなることを防ぐ金属蒸気
レーザ励起色素レーザシステムを提供するにある。 【構成】この金属蒸気レーザ励起色素レーザシステム
は、金属蒸気レーザ増幅システム５ａを、金属蒸気レー
ザ発振器１ａと、多段接続の金属蒸気レーザ増幅器２
ａ，３ａ，４ａとで構成する。他の金属蒸気レーザ増幅
システム５ｂ，５ｃ，５ｄも、金属蒸気レーザ増幅シス
テム５ａと同様に構成する。金属蒸気レーザ発振器１
ａ，１ｂから発振される各励起レーザ光１０ａ，１０ｂ
を、光分岐光学系１４ａで同軸上に合成する。そして、
各励起レーザ光１０ａ，１０ｂの半分ずつの出力を、両
金属蒸気連続増幅器２ａ，２ｂに分けて入力する。金属
蒸気レーザ発振器１ｃ，１ｄから発振される励起レーザ
光１０ｃ，１０ｄを、光分岐光学系１４ａで同軸上に合
成する。これにより、例えば金属蒸気レーザ発振器１ａ
が故障しても、励起レーザ光１０ｂの半分の出力を、金
属蒸気レーザ増幅器２ａに入力できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の光反応プロセ
ス、同位体原子の選択励起イオン化等に使用される波長
可変のレーザ光を大規模に出力するレーザ装置に係り、
特に多数の金属蒸気レーザと色素レーザとを組み合せて
システム化した金属蒸気レーザ励起色素レーザシステム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、光反応プロセス、同位体原子の
選択励起イオン化等に使用されるレーザ光を出力する金
属蒸気レーザ励起色素レーザシステムは、一般に図３に
示すように、複数台の金属蒸気レーザ１ａ，２ａ，３
ａ，４ａを直列に光学的に接続して金属蒸気レーザ増幅
システム５ａを構成して高出力化を図っている。このよ
うな金属蒸気レーザ増幅システムを複数備えて、金属蒸
気レーザシステムからの発振励起レーザ光６ａ，６ｂを
色素レーザ７ａに入射させ、色素レーザ光８ａを発振さ
せる。通常、この金属蒸気レーザ励起色素レーザ９ａ
は、複数組使用し、システムを構成している。

【０００３】直列に配置された金属蒸気レーザ１ａ，２
ａ，３ａ，４ａのうち、後段側に配設された金属蒸気レ
ーザ増幅器２ａ，３ａ，４ａは、初段に配設された金属
蒸気レーザ発振器１ａから発振された励起レーザ光１０
ａを増幅するために設けられて、金属蒸気レーザ増幅シ
ステム５ａを構成し、色素レーザ７ａを励起するための
励起レーザ光６ａを出射する。ここで、色素レーザ７ａ
から発振される色素レーザ光８ａの高出力化、高繰返し
化等のため、金属蒸気レーザ増幅システム５ａと同様な
金属蒸気レーザ発振器１ｂとこのレーザ発振器１ｂから
の発振励起レーザ光１０ｂを増幅する金属蒸気レーザ増
幅器２ｂ，３ｂ，４ｂで構成される金属蒸気レーザ増幅
システム５ｂが設けられ、複数の金属蒸気レーザ増幅シ
ステム５ａ，５ｂより発振する励起レーザ光６ａ，６ｂ
が色素レーザ７ａに入射される。

【０００４】色素レーザ７ａは、上記金属蒸気レーザ増
幅システム５ａ，５ｂによって増幅された励起レーザ光
６ａ，６ｂが入射され、色素レーザ光８ａを発振させ、
出力するようになっている。

【０００５】光反応プロセス、同位体原子の選択励起イ
オン化等には、通常、複数の波長のレーザ光が必要であ
り上記金属蒸気レーザ励起色素レーザは、１つの波長し
か発振しないため、複数組の金属蒸気レーザ励起色素レ
ーザ９ａ，９ｂが設けられ、複数の異なる波長の色素レ
ーザ光を出力させる金属蒸気レーザ励起色素レーザシス
テムを構成している。金属蒸気レーザ増幅システム５
ｃ，５ｄは、それぞれ金属蒸気レーザ発振器８ｃ，８ｄ
と、発振された励起レーザ光１０ｃ，１０ｄを増幅させ
る金属蒸気レーザ増幅器２ｃ，３ｃ，４ｃおよび金属蒸
気レーザ増幅器２ｄ，３ｄ，４ｄで構成されており、増
幅された励起レーザ光６ｃ，６ｄは色素レーザ７ｂに入
射され、色素レーザ光８ｂを発振する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の金属蒸気レーザ
励起色素レーザシステムにおいて、各金属蒸気レーザ増
幅レーザシステム５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのうち、金属
蒸気レーザ増幅器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ；３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄ；４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの故障により
レーザ光の増幅機能が喪失した場合には、故障した増幅
器の増幅能力分が、金属蒸気レーザ増幅システム５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄの励起レーザ光６ａ，６ｂ，６ｃ，６
ｄから減じられるのみで、金属蒸気レーザ増幅システム
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄから励起レーザ光６ａ，６ｂ，
６ｃ，６ｄが出力されなくなるといった不具合はない
が、金属蒸気レーザ発振器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが、
故障等によりその機能を喪失した場合には、励起レーザ
光６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを出力することができなくな
り、ひいては、色素レーザ７ａ，７ｂの機能喪失とな
る。

【０００７】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、金属蒸気レーザ発振器がその機能を喪失した
場合であっても、金属蒸気レーザ増幅システムの機能を
維持し、稼働率の向上を図ることができる金属蒸気レー
ザ励起色素レーザシステムを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属蒸気レ
ーザ励起色素レーザシステムは、上記課題を解決するた
めに、金属蒸気レーザの発振器と、多段に接続されて前
記レーザ発振器からのレーザ光を増幅する金属蒸気レー
ザ増幅器群とから構成される金属蒸気レーザ増幅システ
ムと、複数の金属蒸気レーザ増幅システムからの励起レ
ーザ光の入力により色素レーザ光を出力する色素レーザ
とを有する金属蒸気レーザ励起色素レーザを備え、金属
蒸気レーザ励起色素レーザから色素レーザ光を出力する
ようにした金属蒸気レーザ励起色素レーザシステムにお
いて、前記金属蒸気レーザ発振器からの発振レーザ光の
一部を、対応する金属蒸気レーザ増幅システム以外のシ
ステムの増幅器群に分岐させる光分岐光学系を設けたも
のである。

【０００９】

【作用】本発明に係る金属蒸気レーザ励起色素レーザシ
ステムにおいては、光分岐光学系により、金属蒸気レー
ザ発振器からのレーザ光が、他の金属蒸気レーザシステ
ム増幅器群に分岐される。このため、金属蒸気レーザ増
幅器群と同一システムの金属蒸気レーザ発振器が機能喪
失した場合でも、金属蒸気レーザ増幅システム全体の機
能が喪失してしまうといった不具合はなくなり、システ
ム全体としての稼働率を向上させることが可能となる。

【００１０】なおここで、金属蒸気レーザ発振器の装置
機能として、予め２つの金属蒸気レーザ増幅システムを
稼働可能なだけの出力等を有しておくことが必要である
が、金属蒸気レーザ増幅システムからのレーザ光の出力
は、構成される金属蒸気レーザ増幅器の能力により決定
され、金属蒸気レーザ発振器のレーザ光の出力を、それ
ほど大きくする必要はなく、システムとしてのレーザ光
の大きな出力低下につながらない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１を参照して
説明する。

【００１２】本実施例に係る金属蒸気レーザ励起色素レ
ーザシステムは、図１に示すように、例えば２台の金属
蒸気励起色素レーザ９ａ，９ｂで構成されており、一方
の金属蒸気レーザ励起色素レーザ９ａは、２つの金属蒸
気レーザ増幅システム５ａ，５ｃと、１つの色素レーザ
７ａとから構成され、また他方の金属蒸気レーザ励起色
素レーザ９ｂは、２つの金属蒸気レーザ増幅システム５
ｂ，５ｄと１つの色素レーザ７ｂとから構成される。

【００１３】各金属蒸気レーザ増幅システム５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄは、図１に示すように励起レーザ光１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを発振する金属蒸気レーザ
発振器１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、３段に接続されて励
起レーザ光１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを増幅する
金属蒸気レーザ増幅器２ａ，３ａ，４ａ，２ｂ，３ｂ，
４ｂ，２ｃ，３ｃ，４ｃ，２ｄ，３ｄ，４ｄとから構成
されており、前記各色素レーザ７ａ，７ｂは、２つの金
属蒸気レーザ増幅器４ａ，４ｃ，４ｂ，４ｄから発振さ
れる励起レーザ光６ａ，６ｃ，６ｂ，６ｄの入力によ
り、同一タイミングで発振し、色素レーザ光８ａ，８ｂ
をそれぞれ出力するようになっている。

【００１４】金属蒸気レーザ発振器１ａ，１ｂから発振
される励起レーザ光１０ａ，１０ｂは、図１に示すよう
に、反射ミラー１１ａ，１１ｂから５０％反射、５０％
透過のハーフミラー１２ａで同軸上に合成されるように
なっており、金属蒸気レーザ増幅器２ａ，２ｂには、前
記各励起レーザ光１０ａ，１０ｂの半分ずつの出力が反
射ミラー１３ａ，１３ｂを経てそれぞれ入力されるよう
になっている。このハーフミラー１２ａと反射ミラー１
１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂを組み合せて光分岐光学
系１４ａが構成される。

【００１５】同様に、金属蒸気レーザ発振器１ｃ，１ｄ
から発振される励起レーザ光１０ｃ，１０ｄは、図１に
示すように、反射ミラー１１ｃ，１１ｄから５０％反
射、５０％透過のハーフミラー１２ｂで同軸上に合成さ
れるようになっており、金属蒸気レーザ増幅器２ｃ，２
ｄには、前記各励起レーザ光１０ｃ，１０ｄの半分ずつ
の出力が反射ミラー１３ｃ，１３ｄを経てそれぞれ入力
されるようになっている。これらの反射ミラー１１ｃ，
１１ｄ，１３ｃ，１３ｄおよびハーフミラー１２ｂによ
り光分岐光学系１４ｂが構成される。

【００１６】各金属蒸気レーザ発振器１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄからの発振レーザ光は、２つの金属しレーザ増
幅器にそれぞれ入力される。具体的には、金属蒸気レー
ザ発振器１ａ，１ｂの場合は金属蒸気レーザ増幅器２
ａ，２ｂに、気蒸気レーザ発振器１ｃ，１ｄの場合は金
属蒸気レーザ増幅器２ｃ，２ｄにそれぞれ入力され、発
振レーザ光を増幅できる能力を持っている。

【００１７】次に、本実施例の作用について説明する。

【００１８】金属蒸気レーザ発振器１ａ，１ｂから発振
される励起レーザ光１０ａ，１０ｂは、図１に示すよう
に、光分岐光学系１４ａのハーフミラー１２ａで同軸上
に合成され、各励起レーザ光１０ａ，１０ｂの半分ずつ
の出力が、金属蒸気レーザ増幅器２ａ，２ｂに入力され
る。

【００１９】また、金属蒸気レーザ発振器１ｃ，１ｄか
ら発振される励起レーザ１０ｃ，１０ｄは、図１に示す
ように、光分岐光学系１４ｂのハーフミラー１２ｂで同
軸上に合成され、各励起レーザ光１０ｃ，１０ｄの半分
ずつの出力が、金属蒸気レーザ増幅器２ｃ，２ｄに入力
される。

【００２０】したがって、例えば金属蒸気レーザ発振器
１ａ，１ｂのいずれかが機能喪失した場合でも、励起レ
ーザ光１０ａ，１０ｂのいずれか一方の半分の出力が、
両金属蒸気レーザ増幅器２ａ，２ｂ双方に入射されるこ
とになる。

【００２１】しかして、金属蒸気レーザ発振器１ａ，１
ｂ，１ｃ，１ｄのいずれかが機能喪失した場合であって
も、金属蒸気レーザ増幅システム５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄ全体の機能が喪失することなく、システム全体として
も稼働率を向上させることができる。

【００２２】また、本実施例においては、金属蒸気レー
ザ増幅器４ｂから出力される励起レーザ光６ｂを、色素
レーザ７ａに入力せず他方の色素レーザ７ｂに入力する
ようにしているので、例えば金属蒸気レーザ発振器１ａ
が機能喪失した場合でも、色素レーザ７ａから発振され
る色素レーザ光８ａの出力だけが極端に低下するといっ
た不具合を防止することができる。

【００２３】図２は、本発明の第２実施例を示すもの
で、前記第１実施例におけるハーフミラー１２ａ，１２
ｂに代え、ハーフミラー１６ａ，１６ｂおよび全反射ミ
ラー１７ａ，１７ｂを用いて光分岐光学系１８ａ，１８
ｂを構成し、金属蒸気レーザ発振器１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄの機能喪失時のみミラーを使用するようにしたもの
である。

【００２４】すなわち、金属蒸気レーザ発振器１ａ，１
ｃから発振された励起レーザ光１０ａ，１０ｃは、図２
に示すように、その出力の半分がハーフミラー１６ａ，
１６ｂで反射されるようになっているとともに、全反射
ミラー１７ａ，１７ｂでさらに反射され、金属蒸気レー
ザ増幅器２ｂ，２ｄに入射されるようになっている。

【００２５】なお、その他の点については、前記第１実
施例と同一構成となっており、作用も同一である。

【００２６】しかして、金属蒸気レーザ発振器１ｂ，１
ｄが機能喪失した場合であっても、光分岐光学系１８
ａ，１８ｂの各ミラー１６ａ，１６ｂ；１７ａ，１７ｂ
を図２に示すようにセットすることにより、前記第１実
施例と同様の効果が得られる。

【００２７】なお、図２の場合には、金属蒸気レーザ発
振器１ｂ，１ｄが機能喪失した場合であるが、金属蒸気
レーザ発振器１ａ，１ｃが機能喪失した場合には、ハー
フミラー１２ａ，１２ｂと全反射ミラー１３，１３ｂと
の挿入箇所を逆にする必要があることは言うまでもな
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、光分岐光
学系により銅蒸気レーザ発振器からのレーザ光の一部
を、対応する金属蒸気レーザ増幅システム以外の金属蒸
気レーザ増幅システムの増幅器群に分岐させるようにし
ているので、銅蒸気レーザ発振器が機能喪失した場合で
も、金属蒸気レーザ増幅システム全体が機能喪失するこ
とはなく、システム全体の稼働率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る金属蒸気レーザ励起
色素レーザシステムを示す構成図。

【図２】本発明の第２実施例に係る金属蒸気レーザ励起
色素レーザシステムを示す構成図。

【図３】従来の金属蒸気レーザ励起色素レーザシステム
を示す構成図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 金属蒸気レーザ発振器 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，４
ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ金属蒸気レーザ増幅器 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 金属蒸気レーザ増幅システム ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄ 励起レーザ光 ７ａ，７ｂ 色素レーザ ８ａ，８ｂ 色素レーザ光 ９ａ，９ｂ 金属蒸気レーザ励起色素レーザ １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１３ａ，１３ｂ，１
３ｃ，１３ｄ 反射ミラー（全反射ミラー） １２ａ，１２ｂ，１６ａ，１６ｂ ハーフミラー １４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂ 光分岐光学系 １７ａ，１７ｂ 全反射ミラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属蒸気レーザの発振器と、多段に接続
   されて前記レーザ発振器からのレーザ光を増幅する金属
   蒸気レーザ増幅器群とから構成される金属蒸気レーザ増
   幅システムと、複数の金属蒸気レーザ増幅システムから
   の励起レーザ光の入力により色素レーザ光を出力する色
   素レーザとを有する金属蒸気レーザ励起色素レーザを備
   え、金属蒸気レーザ励起色素レーザから色素レーザ光を
   出力するようにした金属蒸気レーザ励起色素レーザシス
   テムにおいて、前記金属蒸気レーザ発振器からの発振レ
   ーザ光の一部を、対応する金属蒸気レーザ増幅システム
   以外のシステムの増幅器群に分岐させる光分岐光学系を
   設けたことを特徴とする金属蒸気レーザ励起色素レーザ
   システム。