JPH10190100A - 異なる放出方向を有したレーザ - Google Patents
異なる放出方向を有したレーザInfo
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- JPH10190100A JPH10190100A JP9351138A JP35113897A JPH10190100A JP H10190100 A JPH10190100 A JP H10190100A JP 9351138 A JP9351138 A JP 9351138A JP 35113897 A JP35113897 A JP 35113897A JP H10190100 A JPH10190100 A JP H10190100A
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Abstract
に同じ作動モードの放射線又は異なる作動モードの放射
線を放出することができるレーザを提供する。 【解決手段】 アクティブ要素と少なくとも2個の共振
子を備えたレーザにして、各共振子が高反射性の共振子
要素と上記アクティブ要素の放射線をそれ自体反射する
出力カップリング要素とを備えてなるようなレーザにお
いて、上記アクティブ要素はゼロよりもはっきりと大き
な当該アクティブ要素の法線によって立体角の範囲から
の入射放射線を増幅し、立体角の範囲内で異なる入射角
で各共振子がアクティブ要素上の放射線を反射するよう
に上記共振子がアクティブ要素に対して配置される。
Description
係るレーザに関するものである。
は、カップリング光学(coupling optics)で一般に放射
線源によってエネルギー供給(励起)されるアクティブ
要素と共振子とを備えてなっている。当該共振子は、部
分的に透過し部分的に反射する出力カップリング要素と
高反射性の共振子要素とを介した光学的なバックカップ
リング(フィードバック)によってレーザ作動を行うこ
とができる。
ドによって他のレーザと区別される。例えば、適当な共
振子の配置を選択することによって次の作動モードを実
現することが可能である: 1.連続波作動又はパルス状レーザ作動; 2.ほぼ回折限定されたビームでの横のベーシックモー
ド作動又は減少した放射線強さでの作動; 3.可視乃至紫外線スペクトル範囲での高めの調波を発
生することによるか他の光学的にノンリニアな周波数変
換法による周波数変換又は赤外線スペクトル範囲での基
本的な放射線からのカップリング(コンビネーションレ
ーザ); 4.例えば連続スペクトルを有したチタン:サファイア
レーザのような連続的に同調可能な電子振動の固体レー
ザのため並びに多くの離散線に関して放出する媒体のた
めの色々なレーザ波長での振動(多波長レーザ); 5.固体レーザ放出が第2クリスタルを励起するカスケ
ードレーザ; 6.共振子での1つ以上のアクティブ要素。
必要とされる非常に多くの適用がある。例えば異なる波
長の交互の又は同時のレーザ放射線は、組織を切断し凝
固すべくレーザ手術において又はレーザ材料加工におい
て必要とされる。
実現するために、技術的にありふれた解決法は装置ハウ
ジング内に複数のレーザを収容することである(例えば
ドイツ連邦共和国特許出願第2809007号公開公
報)。しかしながら、レーザの数は装置のサイズ、重量
及びコスト的な比例増加によって厳しく限定される。所
望のレーザ放射線が単純に同じアクティブ要素で理論的
に達成可能な異なる波長の放射線の問題であるならば、
このレーザ放射線は従来技術から公知であるように唯一
のレーザで発生可能である。その場合、当該レーザはア
クティブ要素の他に、所望の波長の一つをそれぞれもた
らす複数の共振子を備えてなっている。
て、共振子構造のための光学軸線の位置は、アクティブ
要素の幾何図形的形態(例えばロッド形状)によって与
えられる。これは特に、複数の共振子がある場合にそれ
ら共振子は同一直線上に配置されなければならず、結果
として共振子要素が動かされなければならず、また有効
性におけるロスがプリズムの使用を通して生じることを
意味する。
5号公開公報は、アクティブ要素と同じ半透明な照射ミ
ラーから形成された2つの共振子と異なる反射特性を有
したミラーとを備えてなる2つの波長のためのレーザを
記載する。当該レーザの要素は次のようにアクティブ要
素によって決定された光学軸線上に相前後して配置され
る:半透明ミラー、アクティブ要素、第1ミラー、シャ
ッター、第2ミラー。第1ミラーは第1の波長の放射を
反射し、第2の波長の放射を透過させる一方、第2ミラ
ーは第2の波長の放射を反射する。選択的にこのレーザ
はシャッターを用いて第1波長か第2波長のいずれかの
レーザ放射線のみを放出可能である。
0公開公報もまた、2つの異なった波長を選択的に放出
することができるレーザを記載する。この場合におい
て、共振子スペースに配置された気体セルは適切なガス
を吸い出すか当該ガスで充填され、スペクトル選択吸収
体として作用する。排気された気体セルで、当該レーザ
は10.6μmで放出され、軟らかい組織の手術(soft-
tissue surgery)に適する。気体セルが適切なガスで充
填される場合、10.6μmの他のより強いレーザ線が
抑えられ、当該レーザは9.6μmで放出され、硬い組
織の手術(hard-tissue surgery)に適する。
ドイツ連邦共和国特許第3730563号に従うレーザ
で、例えば、共振子室の内側でプリズムを用いてもたら
される。当該プリズムはアクティブ要素の2つの放出波
長の異なる屈折を用いて、夫々の放射線成分を異なるレ
ーザミラーに偏向させる。共振子はレーザミラーの前に
配置されたスイッチによって選択的に又は同時に作動可
能である。
に従う幾何学的に連結した共振子を備えた多波長レーザ
振動子は、2つ以上のレーザ放射線を放出可能である。
この場合において、平行な側方表面を備えたポリゴンプ
リズムが共振子スペース内に配置され、回転を介して個
々の共振子を作動させる。それぞれ個々の共振子は同じ
出力カップリングユニットと特有の分散要素によって形
成されている。
の共振子の共振子軸線がアクティブ要素によって与えら
れた光学軸線と同じである点で同じである。異なる共振
子を作動するために、放射線は、フィルタやプリズムの
ような固定要素によって異なる波長の成分に分けられる
か、異なる反射特性を有した高反射共振子要素上での可
動要素によって偏向される。
を生じ、第2の解決法は特に可動要素の空間的且つ角度
的な正確さに対する忠実のための厳しい条件を設ける。
更にアクティブ要素の範囲における共振子の強制的な同
一直線上の配置によって、非常に限定された数の共振子
しか用いることができない。
に独立するように共振子が構成されず、むしろ全ての共
振子が同じ出力カップリング要素を用いるという決定的
な欠点を有する。したがってレーザは1つの方向に全て
の放射線を放出する。
内で複数の光学方向に同じ作動モードの放射線又は異な
る作動モードの放射線を放出することができるレーザを
提供することである。
幅する(増す)アクティブ要素が用いられる本発明に従
うレーザで満たされる。当該放射線はゼロより明らかに
大きなアクティブ要素の法線(規準、normal)による立
体角の範囲内で生じる。アクティブ要素は有利には、半
径方向の拡張が軸線方向の拡張よりも大きなレーザクリ
スタルである。これら2つの規模の間の比率が大きけれ
ば大きいほど、この場合において法線を示すレーザクリ
スタルの軸線に対する立体角が大きい。同様に、共振子
の同一直線上の配置は、アクティブ要素がこの立体角の
範囲内で異なる入射方向を有する放射線を増幅できる点
で必要ない。本発明に係るレーザの構造は、従来技術の
比較可能なレーザのものよりもかなり簡単である。備え
ることができる共振子の数は著しく増加する。これら共
振子は互いに独立して且つ互いに対する位置に関して変
更可能であるように配置され、その結果、光学的な放出
方向は立体角の範囲内で実現可能である。従来技術では
通例であるようなビーム分割要素に由来する有効性のロ
スがない。
要素も或る別の種類の固体化されたレーザ媒体(例えば
レーザガラスかレーザセラミック)であるか、適切な形
状のセルに収容されたガス状か液状でのレーザ媒体(例
えば色素レーザ)であることも可能である。
充分に説明される。図1に示された第1の実施形態にお
いて、アクティブ要素はディスク形状のレーザクリスタ
ル1であり、その半径方向の拡張は軸線方向の拡張より
も少なくとも6倍大きい。このほぼ2次元的幾何学形態
の結果として、増幅もまた、レーザクリスタル1の軸線
に対する放射線の入射角が0°よりも容易に判断できる
ほど大きい場合にレーザクリスタルにおいて生じる。即
ち、共振子がレーザクリスタル1の軸線と同一直線上に
あるように配置されない場合に増幅がもたらされる。し
たがって、多数の共振子を互いに同一直線上にないよう
に配置することが可能であり、当該共振子はアクティブ
要素と同じレーザクリスタルが用いられる。入射角は2
0°より小さいのが有利である。
ップリング光学系2を介して図面には示されていないフ
ァイバー連結レーザダイオードによって励起され、基礎
波長と第二高調波が連結する所定の波長スペクトルで放
射線を放出する。レーザクリスタル1に関する垂直な放
射線入射は、基礎波長の増幅のための第1共振子のため
に選択された。即ち、基礎波長に対して高い反射性であ
る第1共振子要素3と第1出力カップリング要素4が、
それ自体反射した放射線がレーザクリスタル1の軸線方
向で伝播するようにお互いに配置される。第1高調波を
放出するための第2共振子は、レーザクリスタル1の軸
線に対して傾斜しており、第1共振子要素3に対する第
2共振子要素5の可能な限り最接近した配置と第1出力
カップリング要素4に対する第2出力カップリング要素
6の可能な限り最接近した配置を可能とし、非直線系の
光学クリスタル7を有している。第1スイッチ8が第1
共振子要素3の前方に配置され、第2スイッチ9が第2
共振子要素5の前方に配置されている。2つの共振子は
スイッチ8,9を動かすことによって交互に又は同時に
作動可能である。したがってレーザは基礎波長を有した
放射線か、第二高調波を有した放射線か、両方の波長を
有した放射線を放出する。
反射レーザクリスタル1である第2の実施形態を示す。
このレーザクリスタル1は、レーザクリスタル1の軸線
方向における放射線入射方向を有した第1共振子のため
の第1反射器要素として同時に供される。第1共振子は
更に第1スイッチ8と第1出力カップリング要素4を有
する。第2共振子は第2出力カップリング要素5、第2
スイッチ9及び第2高反射共振子要素6を備えてなって
いる。有利な二次的効果は、ヒートシンクの配置を介し
た冷却の単純な可能性によって反射レーザクリスタル1
の使用に起因する。
置された複数の共振子を有するレーザを示す。共振子の
正確な数は、アクティブ要素を増幅することができる入
射角範囲及び共振子要素と出力カップリング要素の幾何
学的寸法によって決められる。
て、第4の実施形態における共振子は互いに3次元的に
配置される。ありうる反射器の数と放出方向における明
らかな増加は、3次元配置によって改めて達成可能であ
る。
時に異なる作動モードの実現を可能とする多数の共振子
を有したレーザを構成する可能性に加えて、本発明に係
るレーザは、多数の異なる放出方向が達成可能であると
いう特有の利点を有する。
1の実施形態を示す。
2の実施形態を示す。
3の実施形態を示す。
Claims (7)
- 【請求項1】 アクティブ要素と少なくとも2個の共振
子を備えたレーザにして、各共振子が高反射性の共振子
要素と上記アクティブ要素それ自体の放射線を反射する
出力カップリング要素とを備えてなるようなレーザにお
いて、上記アクティブ要素はゼロよりも明らかに大きな
当該アクティブ要素の法線による立体角の範囲からの入
射放射線を増幅し、立体角の範囲内で異なる入射角で各
共振子がアクティブ要素上の放射線を反射するように上
記共振子がアクティブ要素に対して配置されることを特
徴とするレーザ。 - 【請求項2】 上記立体角が20°であることを特徴と
する請求項1に記載のレーザ。 - 【請求項3】 上記アクティブ要素は半径方向の拡張と
軸線方向の拡張を有し、当該半径方向の拡張が軸線方向
の拡張よりも倍数だけ大きく、上記軸線が法線として供
されることを特徴とする請求項1又は2に記載のレー
ザ。 - 【請求項4】 上記アクティブ要素がほぼ2次元の幾何
学形態を有することを特徴とする請求項3に記載のレー
ザ。 - 【請求項5】 上記アクティブ要素がレーザクリスタル
であることを特徴とする請求項4に記載のレーザ。 - 【請求項6】 上記アクティブ要素がレーザガラスであ
ることを特徴とする請求項4に記載のレーザ。 - 【請求項7】 上記アクティブ要素がレーザセラミック
であることを特徴とする請求項4に記載のレーザ。
Applications Claiming Priority (2)
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1997
- 1997-11-26 EP EP97120726A patent/EP0849845A3/de not_active Withdrawn
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- 1997-12-22 US US08/995,353 patent/US6058129A/en not_active Expired - Lifetime
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