JPH077234A - 色素レーザ発振装置 - Google Patents
色素レーザ発振装置Info
- Publication number
- JPH077234A JPH077234A JP3514793A JP3514793A JPH077234A JP H077234 A JPH077234 A JP H077234A JP 3514793 A JP3514793 A JP 3514793A JP 3514793 A JP3514793 A JP 3514793A JP H077234 A JPH077234 A JP H077234A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dye laser
- amplifier
- dye
- laser light
- excitation region
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094061—Shared pump, i.e. pump light of a single pump source is used to pump plural gain media in parallel
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、色素レーザ増幅器におけるエネルギ
抽出効率の向上を目的とする。 【構成】色素レーザ発振器(1) から出力された色素レー
ザ光Ｑを、アパーチャ(20)によってその断面形状を、増
幅器(3) の励起領域(12)の形状に対して相似形状に形成
し、この整形された色素レーザ光Ｑを集光レンズ(2) に
よって増幅器(3)の励起領域(12)に対して結像する。こ
れにより、色素レーザ光Ｑと増幅器(3) の励起領域(12)
との空間的重なりが一致し、励起領域(12)からのエネル
ギ抽出効率が向上する。
抽出効率の向上を目的とする。 【構成】色素レーザ発振器(1) から出力された色素レー
ザ光Ｑを、アパーチャ(20)によってその断面形状を、増
幅器(3) の励起領域(12)の形状に対して相似形状に形成
し、この整形された色素レーザ光Ｑを集光レンズ(2) に
よって増幅器(3)の励起領域(12)に対して結像する。こ
れにより、色素レーザ光Ｑと増幅器(3) の励起領域(12)
との空間的重なりが一致し、励起領域(12)からのエネル
ギ抽出効率が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発振器から出力された
色素レーザ光を増幅器により増幅する色素レーザ発振装
置に関する。
色素レーザ光を増幅器により増幅する色素レーザ発振装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４はかかる色素レーザ発振装置の構成
図である。色素レーザ発振器１から出力される色素レー
ザ光Ｑの光路上には、集光レンズ２を介して増幅器３が
配置されている。
図である。色素レーザ発振器１から出力される色素レー
ザ光Ｑの光路上には、集光レンズ２を介して増幅器３が
配置されている。
【０００３】このうち、色素レーザ発振器１には、色素
セル４が設けられ、この色素セル４の励起領域５に色素
溶液６が流れている。又、この色素セル４を挟む如く高
反射ラー７及び出力ミラー８が配置されている。尚、こ
の発振器１から出力される色素レーザ光Ｑの径はφＤと
なっている。
セル４が設けられ、この色素セル４の励起領域５に色素
溶液６が流れている。又、この色素セル４を挟む如く高
反射ラー７及び出力ミラー８が配置されている。尚、こ
の発振器１から出力される色素レーザ光Ｑの径はφＤと
なっている。
【０００４】このレーザ発振装置では横励起方式が採用
されており、励起用レーザ発振器９から出力された励起
レーザ光は、ビームスプリッタ１０でその一部が反射し
て色素セル４の色素溶液６に照射されるようになってい
る。これと共にビームスプリッタ１０を透過した励起レ
ーザ光は、ミラー１１で反射して増幅器３に照射されて
いる。
されており、励起用レーザ発振器９から出力された励起
レーザ光は、ビームスプリッタ１０でその一部が反射し
て色素セル４の色素溶液６に照射されるようになってい
る。これと共にビームスプリッタ１０を透過した励起レ
ーザ光は、ミラー１１で反射して増幅器３に照射されて
いる。
【０００５】上記増幅器３は、色素セルにより構成され
ており、励起領域１２に色素溶液６が流れている。この
励起領域１２の形状は、長さＬの直方体で、その断面が
一辺の長さＤ2 の長方形に形成されている。又、集光レ
ンズ２は、増幅器３に対して次式に示す間隔Ｈの位置に
配置されている。 Ｈ＝±ｆ／｛１−（Ｄ2 ／Ｄ）｝ …(1) 但し、Ｈ＞０ ここで、ｆは集光レンズ２の焦点距離である。
ており、励起領域１２に色素溶液６が流れている。この
励起領域１２の形状は、長さＬの直方体で、その断面が
一辺の長さＤ2 の長方形に形成されている。又、集光レ
ンズ２は、増幅器３に対して次式に示す間隔Ｈの位置に
配置されている。 Ｈ＝±ｆ／｛１−（Ｄ2 ／Ｄ）｝ …(1) 但し、Ｈ＞０ ここで、ｆは集光レンズ２の焦点距離である。
【０００６】かかる構成であれば、励起レーザ光が色素
セル４及び増幅器３に照射されると、色素レーザ発振器
１では高反射ミラーと出力ミラー７、８との間で発振が
生じ、色素レーザ光Ｑが出力される。この色素レーザ光
Ｑは、集光レンズ２により集光されて増幅器３の励起領
域１２に照射される。このとき、集光レンズ２は、色素
レーザ光Ｑと励起領域１２との空間的な重なりが最大と
なるように、つまり色素レーザ光Ｑの径が、励起領域１
２に照射されたときに、その幾何光学的断面の一辺長さ
Ｄ2 と一致するようにしている。この増幅器３では、色
素レーザ光Ｑの入射と共に励起レーザ光の入射により、
色素レーザ光Ｑは増幅出力される。
セル４及び増幅器３に照射されると、色素レーザ発振器
１では高反射ミラーと出力ミラー７、８との間で発振が
生じ、色素レーザ光Ｑが出力される。この色素レーザ光
Ｑは、集光レンズ２により集光されて増幅器３の励起領
域１２に照射される。このとき、集光レンズ２は、色素
レーザ光Ｑと励起領域１２との空間的な重なりが最大と
なるように、つまり色素レーザ光Ｑの径が、励起領域１
２に照射されたときに、その幾何光学的断面の一辺長さ
Ｄ2 と一致するようにしている。この増幅器３では、色
素レーザ光Ｑの入射と共に励起レーザ光の入射により、
色素レーザ光Ｑは増幅出力される。
【０００７】しかしながら、色素レーザ発振器１から出
力される色素レーザ光Ｑの径は円形であり、これに対し
て増幅器３の励起領域１２の断面形状は矩形であるため
に、色素レーザ光Ｑと励起レーザ光との間の空間的重な
りが完全にとれず、色素レーザ光Ｑを増幅出力するエネ
ルギ抽出の効率が低い。
力される色素レーザ光Ｑの径は円形であり、これに対し
て増幅器３の励起領域１２の断面形状は矩形であるため
に、色素レーザ光Ｑと励起レーザ光との間の空間的重な
りが完全にとれず、色素レーザ光Ｑを増幅出力するエネ
ルギ抽出の効率が低い。
【０００８】又、色素レーザ発振器１から出力された色
素レーザ光Ｑは、増幅器３に到達するまでに、フレネル
回折パターンとなるためにその強度分布に不均一が生じ
ると共に、その形状は幾何光学的に計算される形状と一
致しなくなる。つまり、色素レーザ発振器１から出力直
後の色素レーザ光Ｑの強度分布が、図５(a) に示すよう
に均一であるとした場合でも、同図(b)(c)に示すように
次第に強度分布が不均一となる。このため、増幅器３に
おいて色素レーザ光Ｑを増幅出力するエネルギ抽出効率
が低下し、そのうえ増幅出力した色素レーザ光Ｑのビー
ム品質が低下する。
素レーザ光Ｑは、増幅器３に到達するまでに、フレネル
回折パターンとなるためにその強度分布に不均一が生じ
ると共に、その形状は幾何光学的に計算される形状と一
致しなくなる。つまり、色素レーザ発振器１から出力直
後の色素レーザ光Ｑの強度分布が、図５(a) に示すよう
に均一であるとした場合でも、同図(b)(c)に示すように
次第に強度分布が不均一となる。このため、増幅器３に
おいて色素レーザ光Ｑを増幅出力するエネルギ抽出効率
が低下し、そのうえ増幅出力した色素レーザ光Ｑのビー
ム品質が低下する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上のように色素レー
ザ光Ｑの径は円形であり、増幅器３の励起領域１２の断
面形状は矩形であるため、色素レーザ光Ｑを増幅出力す
るエネルギ抽出効率が低い。又、色素レーザ光Ｑはフレ
ネル回折パターンとなるためにその強度分布に不均一が
生じ、色素レーザ光Ｑを増幅出力する効率が低下する。
そこで本発明は、色素レーザ光を増幅器におけるエネル
ギ抽出効率を向上して増幅できる色素レーザ発振装置を
提供することを目的とする。
ザ光Ｑの径は円形であり、増幅器３の励起領域１２の断
面形状は矩形であるため、色素レーザ光Ｑを増幅出力す
るエネルギ抽出効率が低い。又、色素レーザ光Ｑはフレ
ネル回折パターンとなるためにその強度分布に不均一が
生じ、色素レーザ光Ｑを増幅出力する効率が低下する。
そこで本発明は、色素レーザ光を増幅器におけるエネル
ギ抽出効率を向上して増幅できる色素レーザ発振装置を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、色素レーザ発
振器から出力された色素レーザ光を増幅器に通して増幅
出力する色素レーザ発振装置において、
振器から出力された色素レーザ光を増幅器に通して増幅
出力する色素レーザ発振装置において、
【００１１】色素レーザ発振器から出力された色素レー
ザ光の断面形状を増幅器の励起領域の形状に対して相似
形状に形成するレーザ整形手段と、このレーザ整形手段
により整形された色素レーザ光を、増幅器の励起領域に
対して結像する結像光学系とを備えて上記目的を達成し
ようとする色素レーザ発振装置である。
ザ光の断面形状を増幅器の励起領域の形状に対して相似
形状に形成するレーザ整形手段と、このレーザ整形手段
により整形された色素レーザ光を、増幅器の励起領域に
対して結像する結像光学系とを備えて上記目的を達成し
ようとする色素レーザ発振装置である。
【００１２】
【作用】このような手段を備えたことにより、色素レー
ザ発振器から出力された色素レーザ光は、レーザ整形手
段によってその断面形状が増幅器の励起領域の形状に対
して相似形状に形成される。そして、この整形された色
素レーザ光は、結像光学系によって増幅器の励起領域に
対して結像される。
ザ発振器から出力された色素レーザ光は、レーザ整形手
段によってその断面形状が増幅器の励起領域の形状に対
して相似形状に形成される。そして、この整形された色
素レーザ光は、結像光学系によって増幅器の励起領域に
対して結像される。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
【００１４】図１は色素レーザ発振装置の構成図であ
る。色素レーザ発振器１と集光レンズ２との間には、レ
ーザ整形手段としてのアパーチャ２０が配置されてい
る。このアパーチャ２０は、中央部に増幅器３の励起領
域１２の断面形状と相似する孔が形成されたもので、色
素レーザ発振器１から出力された色素レーザ光Ｑの断面
形状を、増幅器３の励起領域１２の形状に対して相似形
状に形成するものである。
る。色素レーザ発振器１と集光レンズ２との間には、レ
ーザ整形手段としてのアパーチャ２０が配置されてい
る。このアパーチャ２０は、中央部に増幅器３の励起領
域１２の断面形状と相似する孔が形成されたもので、色
素レーザ発振器１から出力された色素レーザ光Ｑの断面
形状を、増幅器３の励起領域１２の形状に対して相似形
状に形成するものである。
【００１５】又、集光レンズ２は結像光学系として作用
するもので、アパーチャ２０により整形された色素レー
ザ光Ｑの像を、増幅器３の励起領域１２に対して結像す
る位置に配置されている。つまり集光レンズ２を介して
アパーチャ２０と増幅器３とが共役関係となる位置に配
置されている。
するもので、アパーチャ２０により整形された色素レー
ザ光Ｑの像を、増幅器３の励起領域１２に対して結像す
る位置に配置されている。つまり集光レンズ２を介して
アパーチャ２０と増幅器３とが共役関係となる位置に配
置されている。
【００１６】具体的に説明すると、アパーチャ２０に形
成された孔の一辺の長さをＤ1 、上記の如く増幅器３の
励起領域１２の一辺の長さをＤ2 とし、結像倍率をＭと
すると、 Ｍ＝Ｄ2 ／Ｄ1 …(2) が成り立つ。又、アパーチャ２０と集光レンズ２との間
隔をＬ1 、集光レンズ２と増幅器３との間隔をＬ2 とす
ると、結像公式により、 （１／Ｌ1 ）＋（１／Ｌ1 ）＝１／ｆ …(3) Ｍ＝Ｌ2 ／Ｌ1 …(4) が成り立つ。これら式(2) 〜式(4) により集光レンズ２
の焦点距離ｆを与えると、上記各間隔Ｌ1 、Ｌ2 は、 Ｌ1 ＝ｆ｛１＋（Ｄ1 ／Ｄ2 ）｝ …(5) Ｌ2 ＝ｆ｛１＋（Ｄ2 ／Ｄ1 ）｝ …(6) となる。
成された孔の一辺の長さをＤ1 、上記の如く増幅器３の
励起領域１２の一辺の長さをＤ2 とし、結像倍率をＭと
すると、 Ｍ＝Ｄ2 ／Ｄ1 …(2) が成り立つ。又、アパーチャ２０と集光レンズ２との間
隔をＬ1 、集光レンズ２と増幅器３との間隔をＬ2 とす
ると、結像公式により、 （１／Ｌ1 ）＋（１／Ｌ1 ）＝１／ｆ …(3) Ｍ＝Ｌ2 ／Ｌ1 …(4) が成り立つ。これら式(2) 〜式(4) により集光レンズ２
の焦点距離ｆを与えると、上記各間隔Ｌ1 、Ｌ2 は、 Ｌ1 ＝ｆ｛１＋（Ｄ1 ／Ｄ2 ）｝ …(5) Ｌ2 ＝ｆ｛１＋（Ｄ2 ／Ｄ1 ）｝ …(6) となる。
【００１７】かかる構成であれば、励起レーザ光が色素
セル４及び増幅器３に照射されると、色素レーザ発振器
１では高反射ミラーと出力ミラー７、８との間で発振が
生じ、色素レーザ光Ｑが出力される。
セル４及び増幅器３に照射されると、色素レーザ発振器
１では高反射ミラーと出力ミラー７、８との間で発振が
生じ、色素レーザ光Ｑが出力される。
【００１８】この色素レーザ光Ｑは、アパーチャ２０に
より増幅器３の励起領域１２の断面形状と相似に整形さ
れる。この整形された色素レーザ光Ｑは、集光レンズ２
により増幅器３の励起領域１２に結像される。すなわ
ち、アパーチャ２０により整形された色素レーザ光Ｑの
強度分布が図２に示すように矩形を示していれば、増幅
器３の励起領域１２に結像される色素レーザ光Ｑの強度
分布は図３に示すように矩形となる。
より増幅器３の励起領域１２の断面形状と相似に整形さ
れる。この整形された色素レーザ光Ｑは、集光レンズ２
により増幅器３の励起領域１２に結像される。すなわ
ち、アパーチャ２０により整形された色素レーザ光Ｑの
強度分布が図２に示すように矩形を示していれば、増幅
器３の励起領域１２に結像される色素レーザ光Ｑの強度
分布は図３に示すように矩形となる。
【００１９】この増幅器３では、色素レーザ光Ｑの入射
と共に励起レーザ光の入射により、色素レーザ光Ｑは増
幅出力される。この場合、色素レーザ光Ｑと増幅器３の
励起領域１２との空間的重なりが一致し、励起領域１２
からのエネルギ抽出効率は向上する。
と共に励起レーザ光の入射により、色素レーザ光Ｑは増
幅出力される。この場合、色素レーザ光Ｑと増幅器３の
励起領域１２との空間的重なりが一致し、励起領域１２
からのエネルギ抽出効率は向上する。
【００２０】このように上記一実施例においては、色素
レーザ発振器１から出力された色素レーザ光Ｑを、アパ
ーチャ２０によってその断面形状を増幅器３の励起領域
１２の形状に対して相似形状に形成し、この整形された
色素レーザ光Ｑを集光レンズ２によって増幅器３の励起
領域１２に対して結像するようにしたので、色素レーザ
光Ｑと増幅器３の励起領域１２との空間的重なりが一致
し、励起領域１２からのエネルギ抽出効率が向上する。
レーザ発振器１から出力された色素レーザ光Ｑを、アパ
ーチャ２０によってその断面形状を増幅器３の励起領域
１２の形状に対して相似形状に形成し、この整形された
色素レーザ光Ｑを集光レンズ２によって増幅器３の励起
領域１２に対して結像するようにしたので、色素レーザ
光Ｑと増幅器３の励起領域１２との空間的重なりが一致
し、励起領域１２からのエネルギ抽出効率が向上する。
【００２１】又、アパーチャ２０からの色素レーザ光Ｑ
を集光レンズ２により増幅器３の励起領域１２に結像さ
せるので、フレネル回折による強度分布の不均一性を極
小化でき、この強度分布の不均一性に起因する効率の低
下及びレーザ品質の低下を抑制できる。なお、本発明は
上記一実施例に限定されるものでなくその要旨を変更し
ない範囲で変形してよい。
を集光レンズ２により増幅器３の励起領域１２に結像さ
せるので、フレネル回折による強度分布の不均一性を極
小化でき、この強度分布の不均一性に起因する効率の低
下及びレーザ品質の低下を抑制できる。なお、本発明は
上記一実施例に限定されるものでなくその要旨を変更し
ない範囲で変形してよい。
【００２２】例えば、上記一実施例では増幅器３を１段
として構成したが、これを複数段に構成してもよく、こ
の場合には各増幅器間に結像関係が成立するように集光
レンズを配置すればよい。
として構成したが、これを複数段に構成してもよく、こ
の場合には各増幅器間に結像関係が成立するように集光
レンズを配置すればよい。
【００２３】上記アパーチャ２０は孔を形成したいわゆ
るハードアパーチャであるが、光吸収体により形成した
ソフトアパーチャを用いてもよい。このソフトアパーチ
ャを用いれば、より回折の少ない結像を得ることができ
る。さらに、上記一実施例では横励起方式について適用
した場合を説明したが、縦励起方式の色素レーザ発振装
置に適用してもよい。
るハードアパーチャであるが、光吸収体により形成した
ソフトアパーチャを用いてもよい。このソフトアパーチ
ャを用いれば、より回折の少ない結像を得ることができ
る。さらに、上記一実施例では横励起方式について適用
した場合を説明したが、縦励起方式の色素レーザ発振装
置に適用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、色
素レーザ光を増幅器において効率よく増幅できる色素レ
ーザ発振装置を提供できる。
素レーザ光を増幅器において効率よく増幅できる色素レ
ーザ発振装置を提供できる。
【図１】本発明に係わる色素レーザ発振装置の一実施例
を示す構成図。
を示す構成図。
【図２】同装置におけるアパーチャでの色素レーザ光の
強度分布を示す図。
強度分布を示す図。
【図３】同装置における増幅器で結像された色素レーザ
光の強度分布を示す図。
光の強度分布を示す図。
【図４】従来装置の構成図。
【図５】同装置で生じるフレネル回折パターンによる強
度分布変化を示す図。
度分布変化を示す図。
１…色素レーザ発振器、２…集光レンズ、３…増幅器、
４…色素セル、５…励起領域、６…色素溶液、７…高反
射ラー、８…出力ミラー、９…励起用レーザ発振器、１
０…ビームスプリッタ、１１…ミラー、１２…励起領
域、２０…アパーチャ。
４…色素セル、５…励起領域、６…色素溶液、７…高反
射ラー、８…出力ミラー、９…励起用レーザ発振器、１
０…ビームスプリッタ、１１…ミラー、１２…励起領
域、２０…アパーチャ。
Claims (2)
- 【請求項１】 色素レーザ発振器から出力された色素レ
ーザ光を増幅器に通して増幅出力する色素レーザ発振装
置において、 前記色素レーザ発振器から出力された色素レーザ光の断
面形状を前記増幅器の励起領域の形状に対して相似形状
に形成するレーザ整形手段と、このレーザ整形手段によ
り整形された色素レーザ光を前記増幅器の励起領域に対
して結像する結像光学系とを具備したことを特徴とする
色素レーザ発振装置。 - 【請求項２】 レーザ整形手段と結像光学系との配置
は、これらレーザ整形手段と結像光学系との間隔をＬ1
、前記結像光学系と前記増幅器との間隔をＬ2、レーザ
整形手段における孔の一辺長をＤ1 、前記増幅器におけ
る励起領域の一辺長をＤ2 、前記結像光学系の焦点距離
をｆとすると、 Ｌ1 ＝ｆ｛１＋（Ｄ1 ／Ｄ2 ）｝ Ｌ2 ＝ｆ｛１＋（Ｄ2 ／Ｄ1 ）｝ の関係を満足する位置である請求項１記載の色素レーザ
発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3514793A JPH077234A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 色素レーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3514793A JPH077234A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 色素レーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077234A true JPH077234A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=12433796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3514793A Pending JPH077234A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 色素レーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077234A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009144248A1 (de) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Eads Deutschland Gmbh | Miniaturisierter laseroszillator-verstärker |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP3514793A patent/JPH077234A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009144248A1 (de) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Eads Deutschland Gmbh | Miniaturisierter laseroszillator-verstärker |
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