JPH1030983A - マイクロレーザーを具備する遠隔ガス検出装置 - Google Patents
マイクロレーザーを具備する遠隔ガス検出装置Info
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/113—Q-switching using intracavity saturable absorbers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 遠隔操作可能なガス検出装置を提供する。
【解決手段】 スイッチされた第１のマイクロレーザー
を用いてテスト領域６の方向へ向けて少なくとも１つの
検出すべきガスの吸収波長での第１のラディエーション
４の放出と、前記ガスの分子又は原子及び前記第１のラ
ディエーションの間の相互作用に対応して前記ガスによ
って散乱されたラディエーション量を表示する第１の信
号Ｓを生成するプロセスとを具備する遠隔ガス検出プロ
セス。
を用いてテスト領域６の方向へ向けて少なくとも１つの
検出すべきガスの吸収波長での第１のラディエーション
４の放出と、前記ガスの分子又は原子及び前記第１のラ
ディエーションの間の相互作用に対応して前記ガスによ
って散乱されたラディエーション量を表示する第１の信
号Ｓを生成するプロセスとを具備する遠隔ガス検出プロ
セス。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中のガスを光
学的手段で測定する技術に関するものである。
学的手段で測定する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】検出されるガスは、大気中において非常
に低濃度で混合されている。そして、これらのガスは、
しばしば毒性があったり、汚染されていたり、或いは、
例えばメタンガスのように空気中に一定濃度存在すると
爆発しやすいような危険なガスであったりする。
に低濃度で混合されている。そして、これらのガスは、
しばしば毒性があったり、汚染されていたり、或いは、
例えばメタンガスのように空気中に一定濃度存在すると
爆発しやすいような危険なガスであったりする。
【０００３】この測定原理は、大気中の、ある領域にお
ける光の吸収を測定することから構成されている。測定
される大気中の領域には、光源により光が照射される
が、この光は前記領域を横切る。光信号は任意の手段に
より再生させられる。この光信号は、検出器で定量さ
れ、テストされている領域において伝達され、吸収され
た光量に関する情報を与える。さらに、テストされた領
域に存在しそうなガスに関しては、分光学の見地から検
出され、特徴付けられ、これらの吸収スペクトルが判明
する。測定により、ガス或いはその存在を照射する光源
の特性の関数として認識することが可能となる。
ける光の吸収を測定することから構成されている。測定
される大気中の領域には、光源により光が照射される
が、この光は前記領域を横切る。光信号は任意の手段に
より再生させられる。この光信号は、検出器で定量さ
れ、テストされている領域において伝達され、吸収され
た光量に関する情報を与える。さらに、テストされた領
域に存在しそうなガスに関しては、分光学の見地から検
出され、特徴付けられ、これらの吸収スペクトルが判明
する。測定により、ガス或いはその存在を照射する光源
の特性の関数として認識することが可能となる。
【０００４】いくつかの変形例を含む範囲内で、この吸
収原理は、次に示すような２つの装置を用いたタイプに
分けられる。まず第１のタイプは、広い波長範囲にわた
るスペクトル光源に対応する分光計である。これらの分
光計は、広い波長範囲にわたる化学種のスペクトルの情
報を与えるものであり、例えばフーリエ変換赤外分光計
においては、３μｍ〜５μｍまたは８〜１３μｍの波長
範囲である。測定されたスペクトルは、さらに、検出さ
れた化学種を同定するために解析される。
収原理は、次に示すような２つの装置を用いたタイプに
分けられる。まず第１のタイプは、広い波長範囲にわた
るスペクトル光源に対応する分光計である。これらの分
光計は、広い波長範囲にわたる化学種のスペクトルの情
報を与えるものであり、例えばフーリエ変換赤外分光計
においては、３μｍ〜５μｍまたは８〜１３μｍの波長
範囲である。測定されたスペクトルは、さらに、検出さ
れた化学種を同定するために解析される。
【０００５】もう一つの装置は、狭い波長範囲のスペク
トル光源を有するものである。これらの光源は、例えば
レーザーであり、当然、狭い波長範囲の光を発出でき
る。これらの装置は、予め同定されている化学種の吸収
を測定する。これらの測定は、かなりの距離にわたって
実施可能である。より明確には、本明細書に関係する装
置は、第２のカテゴリーに属するものである。
トル光源を有するものである。これらの光源は、例えば
レーザーであり、当然、狭い波長範囲の光を発出でき
る。これらの装置は、予め同定されている化学種の吸収
を測定する。これらの測定は、かなりの距離にわたって
実施可能である。より明確には、本明細書に関係する装
置は、第２のカテゴリーに属するものである。
【０００６】Ａ．Ｔｅｂｏによる、”Ｏｐｔｉｃａｌ
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｒａ
ｃｅ ｔｏｘｉｃ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ”という題名
の論文は、Ｏ．Ｅ．Ｒｅｐｏｒｔにより出版されている
が、いくつかの汚染ガスの測定システムに関して記載し
ている。これらの方法のうちの一つとして、ＤＩＡＬ
（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
Ｌｉｄａｒ、すなわち、微分吸収レーザー赤外線レーダ
ー）と呼ばれているものがあり、これは、ネオジミウム
（Ｎｄ）をドープしたＹＡＧレーザー或いはエキシマレ
ーザーによりポンピングされた色素レーザーを用いてい
る。色素の出口において得られた光線は、その周波数が
２倍される。この装置は、１パルス当たりおおよそ１ｍ
Ｊ（ミリジュール）の高レーザーエネルギーを使用す
る。この装置は、数百メートル或いは数キロメートルの
長距離における測定に適している。
ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｒａ
ｃｅ ｔｏｘｉｃ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ”という題名
の論文は、Ｏ．Ｅ．Ｒｅｐｏｒｔにより出版されている
が、いくつかの汚染ガスの測定システムに関して記載し
ている。これらの方法のうちの一つとして、ＤＩＡＬ
（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ
Ｌｉｄａｒ、すなわち、微分吸収レーザー赤外線レーダ
ー）と呼ばれているものがあり、これは、ネオジミウム
（Ｎｄ）をドープしたＹＡＧレーザー或いはエキシマレ
ーザーによりポンピングされた色素レーザーを用いてい
る。色素の出口において得られた光線は、その周波数が
２倍される。この装置は、１パルス当たりおおよそ１ｍ
Ｊ（ミリジュール）の高レーザーエネルギーを使用す
る。この装置は、数百メートル或いは数キロメートルの
長距離における測定に適している。
【０００７】Ｊ．Ｐ．ＷＯＬＦによる”３ーＤ Ｍｏｎ
ｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ Ａｉｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ
Ｕｓｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ ”Ａｌｌ−ｓｏｌｉｄ−ｓ
ａｔｔｅ” Ｌｉｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ”という論文
は、Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄＰｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｎｅｗ
ｓの１９９５年１月号の２７から２９頁に掲載されてい
るが、これには、ランプでポンピング（ｌａｍｐ−ｐｕ
ｍｐｅｄ）されたＴｉ：Ａｌ2０3（チタンーサファイ
ヤ）のレーザー手段が記載されている。その出力におい
て得られた光線は、周波数が２倍化されるか、或いは、
光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）をポンピングする。
この装置もまた、１パルス当たり数ダースｍＪの高レー
ザーエネルギーを用いる。この装置もまた、数キロメー
トルの長距離の測定に適している。
ｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ Ａｉｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ
Ｕｓｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ ”Ａｌｌ−ｓｏｌｉｄ−ｓ
ａｔｔｅ” Ｌｉｄａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ”という論文
は、Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄＰｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｎｅｗ
ｓの１９９５年１月号の２７から２９頁に掲載されてい
るが、これには、ランプでポンピング（ｌａｍｐ−ｐｕ
ｍｐｅｄ）されたＴｉ：Ａｌ2０3（チタンーサファイ
ヤ）のレーザー手段が記載されている。その出力におい
て得られた光線は、周波数が２倍化されるか、或いは、
光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）をポンピングする。
この装置もまた、１パルス当たり数ダースｍＪの高レー
ザーエネルギーを用いる。この装置もまた、数キロメー
トルの長距離の測定に適している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、さらに
ある場合では、距離が５ｍから５０ｍの測定範囲が要求
される。このようなケースとは、装置の近傍におけるガ
スのリークの有無を検出するようなものや、例えば、作
業場所でのメタンの濃度のモニタリングが要求されてい
るような場合である。実際、Ａ．ＴｅｂｏやＪ．Ｐ．Ｗ
ｏｌｆの論文において説明されている装置は適切ではな
い。さらに、このような従来技術における装置はフレキ
シブルな使い方ができない。
ある場合では、距離が５ｍから５０ｍの測定範囲が要求
される。このようなケースとは、装置の近傍におけるガ
スのリークの有無を検出するようなものや、例えば、作
業場所でのメタンの濃度のモニタリングが要求されてい
るような場合である。実際、Ａ．ＴｅｂｏやＪ．Ｐ．Ｗ
ｏｌｆの論文において説明されている装置は適切ではな
い。さらに、このような従来技術における装置はフレキ
シブルな使い方ができない。
【０００９】すなわち、Ａ．Ｔｅｂｏにより説明されて
いる装置の場合には、色素レーザーの色素の種類がまず
決められている。従って、その決められた種類の色素に
応じて、１から数種類のガスに対してのみ適したある一
定の波長レンジにおけるレーザー発光のみが得られ、他
のガスには適用できないのである。それゆえ、適さない
他のガスに対しては、第２の適した色素を探さなければ
ならず（これがいつも可能であるとは限らないが）、そ
して、第１の色素を第２の色素で置き換えなければなら
ない。測定場所によっては、このような置き換えが困難
である場合がある。例えば、酸素・メタン・アンモニア
・窒素の二酸化物やオゾンのように異なる化合物を検出
する際に問題が生じる。すなわち、上記第１の化合物
は、吸収波長が０．７６μｍであり、第２の化合物は
１．５４μｍ、第３の化合物は６．４μｍ、第４の化合
物は９．５μｍである。これらの条件下においては、数
個の色素が必要となる。なぜならば、１つの色素におい
ては、０．５μｍから１０μｍにわたる全範囲をカバー
することはできないからである。
いる装置の場合には、色素レーザーの色素の種類がまず
決められている。従って、その決められた種類の色素に
応じて、１から数種類のガスに対してのみ適したある一
定の波長レンジにおけるレーザー発光のみが得られ、他
のガスには適用できないのである。それゆえ、適さない
他のガスに対しては、第２の適した色素を探さなければ
ならず（これがいつも可能であるとは限らないが）、そ
して、第１の色素を第２の色素で置き換えなければなら
ない。測定場所によっては、このような置き換えが困難
である場合がある。例えば、酸素・メタン・アンモニア
・窒素の二酸化物やオゾンのように異なる化合物を検出
する際に問題が生じる。すなわち、上記第１の化合物
は、吸収波長が０．７６μｍであり、第２の化合物は
１．５４μｍ、第３の化合物は６．４μｍ、第４の化合
物は９．５μｍである。これらの条件下においては、数
個の色素が必要となる。なぜならば、１つの色素におい
ては、０．５μｍから１０μｍにわたる全範囲をカバー
することはできないからである。
【００１０】Ｊ．Ｐ．Ｗｏｌｆにより述べられている装
置は、ＯＰＯを用いることにより、ある特殊な波長範
囲、すなわち、６９５〜９５０ｎｍ、１．０１〜１．４
３μｍ、２．１６〜３．３１μｍの範囲をカバーするこ
とが可能である。
置は、ＯＰＯを用いることにより、ある特殊な波長範
囲、すなわち、６９５〜９５０ｎｍ、１．０１〜１．４
３μｍ、２．１６〜３．３１μｍの範囲をカバーするこ
とが可能である。
【００１１】しかしながら、この装置は、複雑なＴｉー
サファイアレーザーを使用している。さらに周波数２倍
用結晶やＯＰＯ結晶を追加して使用しなければならない
のは、それ自身問題である。Ｔｉーサファイアレーザー
それ自身でも複雑であるのに、他の波長に対しては、逓
倍器やＯＰＯを組み込んだＴｉーサファイヤレーザーで
は達成不可能であるため、他のレーザーを用いる必要が
ある。上記問題は、中間の距離に適用でき、異なる波長
にも適用できる装置及び測定プロセスを提供することで
ある。
サファイアレーザーを使用している。さらに周波数２倍
用結晶やＯＰＯ結晶を追加して使用しなければならない
のは、それ自身問題である。Ｔｉーサファイアレーザー
それ自身でも複雑であるのに、他の波長に対しては、逓
倍器やＯＰＯを組み込んだＴｉーサファイヤレーザーで
は達成不可能であるため、他のレーザーを用いる必要が
ある。上記問題は、中間の距離に適用でき、異なる波長
にも適用できる装置及び測定プロセスを提供することで
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を克服するため
に、本発明は、遠隔ガス検出プロセスに関し、スイッチ
された第１のマイクロレーザーを用い、テスト領域方向
へ向けて検出すべきガスの吸収波長に対応する少なくと
も１つの波長の第１のラディエーション（ｒａｄｉａｔ
ｉｏｎ：ラディエーションは、本明細書においては、レ
ーザー光線の上位概念として用いる。以下レーザー光線
という。）の放出段階と、前記ガスの分子または原子と
前記第１のレーザー光線との間における相互作用に対応
して前記ガスにより散乱されたレーザー光線量を表示す
る第１の信号の生成段階とを具備する。
に、本発明は、遠隔ガス検出プロセスに関し、スイッチ
された第１のマイクロレーザーを用い、テスト領域方向
へ向けて検出すべきガスの吸収波長に対応する少なくと
も１つの波長の第１のラディエーション（ｒａｄｉａｔ
ｉｏｎ：ラディエーションは、本明細書においては、レ
ーザー光線の上位概念として用いる。以下レーザー光線
という。）の放出段階と、前記ガスの分子または原子と
前記第１のレーザー光線との間における相互作用に対応
して前記ガスにより散乱されたレーザー光線量を表示す
る第１の信号の生成段階とを具備する。
【００１３】このプロセスは、マイクロレーザーの１パ
ルス当りのフォトン数が少ないため、そのビームのエネ
ルギーレベルが低いにもかかわらず、数ダースメートル
（例えば５から４０ｍの間）の距離におけるガスの検出
を容易に実行することができる。
ルス当りのフォトン数が少ないため、そのビームのエネ
ルギーレベルが低いにもかかわらず、数ダースメートル
（例えば５から４０ｍの間）の距離におけるガスの検出
を容易に実行することができる。
【００１４】使用者は、全シリーズのマイクロレーザー
を容易に所有することも可能である。このような特徴、
特に活性レーザー媒体の組成に関するこの特徴により、
異なる色々な波長における発光を得ることが可能にな
る。それゆえ、そのような一揃いのマイクロレーザーに
より、その場・その時でのテストが可能となり、これに
より、ある特定のターゲットガスの存否を決定すること
が可能となる。マイクロレーザーのアレイも直線状又は
マトリックス形状に取り付けることにより実現が可能で
ある。これにより、オペレータは、波長の異なるレーザ
ーキットを所有することになる。このような装置は、
Ａ．Ｔｅｂｏ或いはＪ．Ｐ．Ｗｏｌｆの論文のどちらに
記載されている装置によっても達成されるものではな
い。
を容易に所有することも可能である。このような特徴、
特に活性レーザー媒体の組成に関するこの特徴により、
異なる色々な波長における発光を得ることが可能にな
る。それゆえ、そのような一揃いのマイクロレーザーに
より、その場・その時でのテストが可能となり、これに
より、ある特定のターゲットガスの存否を決定すること
が可能となる。マイクロレーザーのアレイも直線状又は
マトリックス形状に取り付けることにより実現が可能で
ある。これにより、オペレータは、波長の異なるレーザ
ーキットを所有することになる。このような装置は、
Ａ．Ｔｅｂｏ或いはＪ．Ｐ．Ｗｏｌｆの論文のどちらに
記載されている装置によっても達成されるものではな
い。
【００１５】本発明によれば、マイクロレーザーを選ぶ
ことにより、検出システムとしての選択性が、より改善
される。マイクロレーザーのキャビティーに関する形状
パラメータ（長さ）を変えることにより、特定の発光ス
ペクトルが得られる。それゆえ、マイクロレーザーの長
さ、より適切に言えばＦａｂｒｙーＰｅｒｏｔ共振キャ
ビティーの長さを減少させることが可能であり、数ｋＨ
ｚの幅の一本の単一の発光ラインとして特徴付けられる
縦（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）方向の単一モードを得
ることが可能となる。
ことにより、検出システムとしての選択性が、より改善
される。マイクロレーザーのキャビティーに関する形状
パラメータ（長さ）を変えることにより、特定の発光ス
ペクトルが得られる。それゆえ、マイクロレーザーの長
さ、より適切に言えばＦａｂｒｙーＰｅｒｏｔ共振キャ
ビティーの長さを減少させることが可能であり、数ｋＨ
ｚの幅の一本の単一の発光ラインとして特徴付けられる
縦（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ）方向の単一モードを得
ることが可能となる。
【００１６】そのフリースペクトルレンジが、ガス状の
分子の振動線のスペクトルに対応する縦方向のマルチモ
ードスペクトルを形成するようにマイクロレーザーの寸
法を決定することも可能である。これにより、ターゲッ
トガスの微細構造（振動線）を検出し、より精度良く同
定することも可能となる。それゆえ、ガスによる光信号
の吸収は、入射光のスペクトル間においてガス状の化学
種の吸収スペクトルに大きく影響されて増加する。発光
スペクトルは、例えばマイクロレーザーの温度を調整す
ることにより随意に調整できる。このように、両方のケ
ースにおいて、システムの選択肢は増加する。
分子の振動線のスペクトルに対応する縦方向のマルチモ
ードスペクトルを形成するようにマイクロレーザーの寸
法を決定することも可能である。これにより、ターゲッ
トガスの微細構造（振動線）を検出し、より精度良く同
定することも可能となる。それゆえ、ガスによる光信号
の吸収は、入射光のスペクトル間においてガス状の化学
種の吸収スペクトルに大きく影響されて増加する。発光
スペクトルは、例えばマイクロレーザーの温度を調整す
ることにより随意に調整できる。このように、両方のケ
ースにおいて、システムの選択肢は増加する。
【００１７】以上のように、レーザー光源を選択したり
その寸法を変化させて所定の発光スペクトルを得ること
は、上記のＡ．ＴｅｂｏやＪ．Ｐ．Ｗｏｌｆによる論文
に述べられているような装置の場合には困難である。
その寸法を変化させて所定の発光スペクトルを得ること
は、上記のＡ．ＴｅｂｏやＪ．Ｐ．Ｗｏｌｆによる論文
に述べられているような装置の場合には困難である。
【００１８】マイクロレーザーは、非常にサイズが小さ
いという利点も有している。そのサイズは、ほぼ１ｍｍ
3或いはそれ以下である。従って、本発明によるプロセ
スを達成するために用いられる装置は小さいので、個々
の測定場所間を容易に移動させることができる。
いという利点も有している。そのサイズは、ほぼ１ｍｍ
3或いはそれ以下である。従って、本発明によるプロセ
スを達成するために用いられる装置は小さいので、個々
の測定場所間を容易に移動させることができる。
【００１９】さらに好ましいことに、本発明のプロセス
はまた、テストエリア方向に向けての検出ガスによって
吸収されない波長をもつ第２のレーザー光線のパルスの
発出段階と、前記ガスの分子または原子と前記第２のレ
ーザー光線との間における相互作用に対応して前記ガス
により散乱されたレーザー光線の量を表示する第２の信
号の生成段階とを具備する。
はまた、テストエリア方向に向けての検出ガスによって
吸収されない波長をもつ第２のレーザー光線のパルスの
発出段階と、前記ガスの分子または原子と前記第２のレ
ーザー光線との間における相互作用に対応して前記ガス
により散乱されたレーザー光線の量を表示する第２の信
号の生成段階とを具備する。
【００２０】例えば、第２のレーザー光線は、第２のマ
イクロレーザーにより生成される。そしてそれは、マイ
クロレーザーが小型であるという点で折り合いの良いも
のである。
イクロレーザーにより生成される。そしてそれは、マイ
クロレーザーが小型であるという点で折り合いの良いも
のである。
【００２１】第１と第２のレーザー光線は、同じマイク
ロレーザーから２つの異なる波長で発光させることもで
きる。このようにすれば、装置はさらにコンパクトにな
る。例えば、同じマイクロレーザーの、周波数がｎ×
（Ｃ／（２×Ｌ））（ｎは１以上の整数）の間隔を開け
た２つの縦モードを使うこともできる。ここで、Ｃ／
（２×Ｌ）は、マイクロレーザーキャビティーのフリー
スペクトルレンジを示している。
ロレーザーから２つの異なる波長で発光させることもで
きる。このようにすれば、装置はさらにコンパクトにな
る。例えば、同じマイクロレーザーの、周波数がｎ×
（Ｃ／（２×Ｌ））（ｎは１以上の整数）の間隔を開け
た２つの縦モードを使うこともできる。ここで、Ｃ／
（２×Ｌ）は、マイクロレーザーキャビティーのフリー
スペクトルレンジを示している。
【００２２】他の例によれば、マイクロレーザーのスペ
クトル発光特性は、時変調を受ける。そして２つのレー
ザー光線は、倍数的に（ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ ｔｉ
ｍｅｓ）得られる。それゆえ、第１の信号および／また
は第２の信号を復調させることができる。
クトル発光特性は、時変調を受ける。そして２つのレー
ザー光線は、倍数的に（ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ ｔｉ
ｍｅｓ）得られる。それゆえ、第１の信号および／また
は第２の信号を復調させることができる。
【００２３】全ての場合において、第１の信号、或いは
第１及び第２の信号をもとにしてガスの量または濃度を
計算する段階をも有する。
第１及び第２の信号をもとにしてガスの量または濃度を
計算する段階をも有する。
【００２４】第１のマイクロレーザーは、可飽和吸収体
により受動的にスイッチさせることができる。マイクロ
レーザーの活性媒体は、レーザー効果を確実にするイオ
ン（Ｎｄ3+、Ｃｒ4+、Ｅｒ3+、…）をドープした基体
（ＹＡＧ、ＹＬＦ、ガラス）により構成されている。こ
の可飽和吸収体は、好都合なことに、同じ基体により形
成され、可飽和吸収体としての性質を与えるイオンがド
ープされる。しかしながら、活性媒体及び可飽和吸収体
としての性質を保持するためのイオン対は、好ましく
は、検出すべきガスの種類によって調整される。それゆ
え、本発明はまた、メタンや酸素や炭素の一酸化物のよ
うな検出すべきあるガス種の検出に適した、活性レーザ
ー媒体及び可飽和吸収体のための特殊な材料のペアーを
導入することにも関連する。本発明は、また、本発明に
よるプロセスを実行するための装置にも関連する。
により受動的にスイッチさせることができる。マイクロ
レーザーの活性媒体は、レーザー効果を確実にするイオ
ン（Ｎｄ3+、Ｃｒ4+、Ｅｒ3+、…）をドープした基体
（ＹＡＧ、ＹＬＦ、ガラス）により構成されている。こ
の可飽和吸収体は、好都合なことに、同じ基体により形
成され、可飽和吸収体としての性質を与えるイオンがド
ープされる。しかしながら、活性媒体及び可飽和吸収体
としての性質を保持するためのイオン対は、好ましく
は、検出すべきガスの種類によって調整される。それゆ
え、本発明はまた、メタンや酸素や炭素の一酸化物のよ
うな検出すべきあるガス種の検出に適した、活性レーザ
ー媒体及び可飽和吸収体のための特殊な材料のペアーを
導入することにも関連する。本発明は、また、本発明に
よるプロセスを実行するための装置にも関連する。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の特徴と利点を説明するた
めに、以下に示す本発明の実施の形態に関して、添付図
面に基づいて説明するが、本発明は、この実施の形態に
限定されるものではない。図１は、本発明の一実施の形
態を示す概略図である。図２は、キャビティー内の可飽
和吸収体を備えたマイクロレーザーの構造図である。図
３は、アクティブにスイッチするマイクロレーザーの構
造図である。図４は、検出すべきガスの吸収線のスペク
トルである。図５は、プレーナ・プレーナ型Ｆａｂｒｙ
−Ｐｅｒｏｔキャビティーのモードの分布を示す図であ
る。図６は、マイクロレーザーでポンピングされるＯＰ
Ｏの変形例である。図７は、マイクロレーザーでポンピ
ングされるＯＰＯの他の変形例である。図８は、マイク
ロレーザーでポンピングされるＯＰＯの他の変形例であ
る。図９は、ノンリニアーキャビティー内の物質を備え
た、スイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
図１０は、ノンリニアーキャビティー内の物質を備え
た、スイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
めに、以下に示す本発明の実施の形態に関して、添付図
面に基づいて説明するが、本発明は、この実施の形態に
限定されるものではない。図１は、本発明の一実施の形
態を示す概略図である。図２は、キャビティー内の可飽
和吸収体を備えたマイクロレーザーの構造図である。図
３は、アクティブにスイッチするマイクロレーザーの構
造図である。図４は、検出すべきガスの吸収線のスペク
トルである。図５は、プレーナ・プレーナ型Ｆａｂｒｙ
−Ｐｅｒｏｔキャビティーのモードの分布を示す図であ
る。図６は、マイクロレーザーでポンピングされるＯＰ
Ｏの変形例である。図７は、マイクロレーザーでポンピ
ングされるＯＰＯの他の変形例である。図８は、マイク
ロレーザーでポンピングされるＯＰＯの他の変形例であ
る。図９は、ノンリニアーキャビティー内の物質を備え
た、スイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
図１０は、ノンリニアーキャビティー内の物質を備え
た、スイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
【００２６】図１において、スイッチされたマイクロレ
ーザー２は、対象物８から発生する例えばＮＯｘガスの
ような検出すべきガスが、随意に存在する領域６の方向
に向かうレーザー光線４のパルスを発する。対象物８は
例えば装置であり、より特定すれば、電気的装置であ
る。ガスは、例えばメタンであり、ある濃度において爆
発性があり、その存在には安全性と検出上の問題があ
り、特に、ある特定の雰囲気中において、例えば、特に
化学工場や鉱山等において大きな問題を生じさせる。
ーザー２は、対象物８から発生する例えばＮＯｘガスの
ような検出すべきガスが、随意に存在する領域６の方向
に向かうレーザー光線４のパルスを発する。対象物８は
例えば装置であり、より特定すれば、電気的装置であ
る。ガスは、例えばメタンであり、ある濃度において爆
発性があり、その存在には安全性と検出上の問題があ
り、特に、ある特定の雰囲気中において、例えば、特に
化学工場や鉱山等において大きな問題を生じさせる。
【００２７】マイクロレーザー２から発光されたレーザ
ー光線の波長４のうち少なくとも一方は、検出すべきガ
スの吸収線の範囲内に存在する。もしも、前記ガスがそ
の領域６に存在しなければ、レーザー光線４は、吸収さ
れずにその領域を横切る。もしも前記ガスが存在すれ
ば、それがレーザー光線４のフォトンの一部を吸収し、
バック・スキャタリングされたレーザー光線１０として
知られるレーザー光線を再発出する。図１は、ビームス
プリッター１２へ向けてバックスキャターされたレーザ
ー光線の部分しか示しておらず、このビームスプリッタ
ーは、前記レーザー光線を検出器１６へと供給する半導
体検出器のようなものである。オプションとして、プリ
ズム１２と検出器１６との間には、フィルターが配置さ
れている。この前記検出器は、領域６に存在するガスに
よってバックスキャターされたレーザー光線の量、すな
わち前記ガスの量と濃度とを表示する信号を生成する。
信号Ｓは、求められるべきガス特性を計算するための信
号を処理するための装置に供給される。この計算値は、
例えば表示手段により表示され、他の蓄積された値と一
緒にその後の処理のために蓄積されたりもする。
ー光線の波長４のうち少なくとも一方は、検出すべきガ
スの吸収線の範囲内に存在する。もしも、前記ガスがそ
の領域６に存在しなければ、レーザー光線４は、吸収さ
れずにその領域を横切る。もしも前記ガスが存在すれ
ば、それがレーザー光線４のフォトンの一部を吸収し、
バック・スキャタリングされたレーザー光線１０として
知られるレーザー光線を再発出する。図１は、ビームス
プリッター１２へ向けてバックスキャターされたレーザ
ー光線の部分しか示しておらず、このビームスプリッタ
ーは、前記レーザー光線を検出器１６へと供給する半導
体検出器のようなものである。オプションとして、プリ
ズム１２と検出器１６との間には、フィルターが配置さ
れている。この前記検出器は、領域６に存在するガスに
よってバックスキャターされたレーザー光線の量、すな
わち前記ガスの量と濃度とを表示する信号を生成する。
信号Ｓは、求められるべきガス特性を計算するための信
号を処理するための装置に供給される。この計算値は、
例えば表示手段により表示され、他の蓄積された値と一
緒にその後の処理のために蓄積されたりもする。
【００２８】前記装置は、５ｍから４０ｍ〜５０ｍの
間、例えば３０ｍの距離でのガスの検出を行うのに特に
適している。約２００ｍの距離は、あるマイクロレーザ
ー（特にＹＡＧ：Ｎｄ）を用いれば達成可能である。
間、例えば３０ｍの距離でのガスの検出を行うのに特に
適している。約２００ｍの距離は、あるマイクロレーザ
ー（特にＹＡＧ：Ｎｄ）を用いれば達成可能である。
【００２９】マイクロレーザー２は、マイクロレーザー
のキャビティーをシールする２つのミラーの間に活性媒
体を具備している。活性媒体を構成する材料は、本質的
には、活性イオンをドープした基体である。この基体
は、例えば次のような材料の中から選択される。すなわ
ち、ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）、ＹＳＯ（Ｙ2ＳｉＯ5）、
ＹＬＦ（ＹＬｉＦ4）である。以上の全てのケースにお
いて、ドーピングされるイオンは、ネオジミウム（Ｎｄ
3+）、エルビウム（Ｅｒ3+）、或いはクロム（Ｃｒ4+）
である。ベース材料は、例えばエルビウム（Ｅｒ3+）を
ドープしたガラス或いはシリカでも良い。
のキャビティーをシールする２つのミラーの間に活性媒
体を具備している。活性媒体を構成する材料は、本質的
には、活性イオンをドープした基体である。この基体
は、例えば次のような材料の中から選択される。すなわ
ち、ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12）、ＹＳＯ（Ｙ2ＳｉＯ5）、
ＹＬＦ（ＹＬｉＦ4）である。以上の全てのケースにお
いて、ドーピングされるイオンは、ネオジミウム（Ｎｄ
3+）、エルビウム（Ｅｒ3+）、或いはクロム（Ｃｒ4+）
である。ベース材料は、例えばエルビウム（Ｅｒ3+）を
ドープしたガラス或いはシリカでも良い。
【００３０】マイクロレーザーの活性媒体は、限定され
た厚さ（１５０μｍから１０００μｍ）と小さいサイズ
（数ｍｍ2）とを有している。キャビティーミラーは、
その上に直接蒸着することができる。その目的のため
に、活性媒体は、マイクロレーザー上に直接ハイブリッ
ド化された、または光ファイバーにより接続された例え
ばＩＩＩ−Ｖ族のレーザーダイオードによりポンピング
される。マイクロレーザーは、アクティブに、またはパ
ッシブにスイッチされるマイクロレーザーである。
た厚さ（１５０μｍから１０００μｍ）と小さいサイズ
（数ｍｍ2）とを有している。キャビティーミラーは、
その上に直接蒸着することができる。その目的のため
に、活性媒体は、マイクロレーザー上に直接ハイブリッ
ド化された、または光ファイバーにより接続された例え
ばＩＩＩ−Ｖ族のレーザーダイオードによりポンピング
される。マイクロレーザーは、アクティブに、またはパ
ッシブにスイッチされるマイクロレーザーである。
【００３１】パッシブにスイッチされたマイクロレーザ
ーの場合には、可飽和吸収体の特性が使われる。これら
の物質は、あるレーザーの波長で、かつ、低い出力密度
において高い吸収力があり、出力密度がある一定のしき
い値を超えると、実質的に透明になる。このしきい値
は、飽和強度と呼ばれる。この可飽和吸収体は、時間に
より変化する損失を引き出す。そしてこれにより、得ら
れた物質の励起準位にポンピングエネルギーが蓄積され
る間、ある一定の時間は、レーザー効果が生じない。こ
れらの損失は、出力密度が飽和強度に到達した際に突然
に減少し、そして、蓄積されたエネルギーを非常に短い
時間に解放する。これにより、非常に高いピークエネル
ギーを有するパルスが得られる。好ましくは、可飽和吸
収体の物質は、マイクロレーザーのキャビティー内に位
置している。このような構造は、図２に示されている。
ここで、符号２０は、マイクロレーザーのキャビティー
を示しており、そしてこれは、活性レーザー物質２２及
び２つのマイクロレーザーキャビティーの入力ミラー２
４及び出力ミラー２６を具備している。可飽和吸収体２
８は、キャビティー内に位置し、固相活性物質２２上に
直接フィルム状に薄く蒸着可能である。このような構造
は、ＥＰ−６５３８２４（米国特許第５ ４９５ ４９
４号公報）において説明されている。上記文献から、こ
の構造を形成するためのプロセスに関する全ての情報が
得られる。特に、以下に例示されるようなタイプの可飽
和吸収体をつくるために活性レーザー物質上へ直接に蒸
着する液相エピタキシー法に関しては、良く研究されて
いる。
ーの場合には、可飽和吸収体の特性が使われる。これら
の物質は、あるレーザーの波長で、かつ、低い出力密度
において高い吸収力があり、出力密度がある一定のしき
い値を超えると、実質的に透明になる。このしきい値
は、飽和強度と呼ばれる。この可飽和吸収体は、時間に
より変化する損失を引き出す。そしてこれにより、得ら
れた物質の励起準位にポンピングエネルギーが蓄積され
る間、ある一定の時間は、レーザー効果が生じない。こ
れらの損失は、出力密度が飽和強度に到達した際に突然
に減少し、そして、蓄積されたエネルギーを非常に短い
時間に解放する。これにより、非常に高いピークエネル
ギーを有するパルスが得られる。好ましくは、可飽和吸
収体の物質は、マイクロレーザーのキャビティー内に位
置している。このような構造は、図２に示されている。
ここで、符号２０は、マイクロレーザーのキャビティー
を示しており、そしてこれは、活性レーザー物質２２及
び２つのマイクロレーザーキャビティーの入力ミラー２
４及び出力ミラー２６を具備している。可飽和吸収体２
８は、キャビティー内に位置し、固相活性物質２２上に
直接フィルム状に薄く蒸着可能である。このような構造
は、ＥＰ−６５３８２４（米国特許第５ ４９５ ４９
４号公報）において説明されている。上記文献から、こ
の構造を形成するためのプロセスに関する全ての情報が
得られる。特に、以下に例示されるようなタイプの可飽
和吸収体をつくるために活性レーザー物質上へ直接に蒸
着する液相エピタキシー法に関しては、良く研究されて
いる。
【００３２】基体がガラス或いはシリカのようなタイプ
の物質の場合の工程としては、固化段階に続く前記物質
の溶融の段階をも含んでいる。最後に、所望の厚さの物
質片に切断される。その後の段階については、ＥＰ−６
５３ ８２４に開示されている。
の物質の場合の工程としては、固化段階に続く前記物質
の溶融の段階をも含んでいる。最後に、所望の厚さの物
質片に切断される。その後の段階については、ＥＰ−６
５３ ８２４に開示されている。
【００３３】他の変形例においては、マイクロレーザー
のアクティブ・スイッチングが行われる。前述したよう
に、アクティブ・スイッチングは、キャビティー内にお
いて、再び付加された時間により変化する損失を含んで
いる。しかしながら、この場合には、その損失の値は、
ユーザーによって外部からコントロールできる。キャビ
ティー内には、音響ー光学的または電気ー光学的物質が
用いられる。蓄積時間、キャビティーの開く時間、そし
て反復速度は、ユーザーにより独立して選択することが
可能である。しかしながら、これにはスイッチングに適
応可能な電子部品が必要となる。本発明の範囲において
使用できるアクティブにスイッチング可能な固相マイク
ロレーザーの構造について、図３に示している。ここ
で、符号３０は、マイクロレーザーのキャビティーであ
る。この装置では、入力ミラー３４と中間のミラー３６
との間に、第１の共振キャビティーを具備しており、各
ミラー３４・３６の間には、活性レーザー物質３２が組
み込まれている。さらに、中間のミラー３６と出力ミラ
ー４６との間には、第２の共振キャビティーを具備して
おり、各ミラー３６・４６との間には、物質３８が配置
されている。この物質３８の光学的屈折率は、外部の干
渉または外乱により変調される。そのような物質の例と
しては、電子ー光学的物質３８の各側部に配置された電
極４０，４２により印加された外部の電圧パルスによっ
て制御される電気ー光学的な物質である。さらに、レー
ザー光線の径を小さくするための手段が、第１のキャビ
ティーの入り口に配置されている。これらの手段は、ポ
ンピングビームが横切る活性レーザー物質３２の面上に
おいてマイクロミラーにより形成された凹面のミラーに
より構成させることができる。このような構造、その変
形例、および、これと関連する製造プロセスに関する詳
細は、仏国特許公開第９５ ００７６７号公報（出願日
１９９５年１月２４日）に、その完全な内容が、上記番
号を引用することによって本明細書に組み込まれる。
のアクティブ・スイッチングが行われる。前述したよう
に、アクティブ・スイッチングは、キャビティー内にお
いて、再び付加された時間により変化する損失を含んで
いる。しかしながら、この場合には、その損失の値は、
ユーザーによって外部からコントロールできる。キャビ
ティー内には、音響ー光学的または電気ー光学的物質が
用いられる。蓄積時間、キャビティーの開く時間、そし
て反復速度は、ユーザーにより独立して選択することが
可能である。しかしながら、これにはスイッチングに適
応可能な電子部品が必要となる。本発明の範囲において
使用できるアクティブにスイッチング可能な固相マイク
ロレーザーの構造について、図３に示している。ここ
で、符号３０は、マイクロレーザーのキャビティーであ
る。この装置では、入力ミラー３４と中間のミラー３６
との間に、第１の共振キャビティーを具備しており、各
ミラー３４・３６の間には、活性レーザー物質３２が組
み込まれている。さらに、中間のミラー３６と出力ミラ
ー４６との間には、第２の共振キャビティーを具備して
おり、各ミラー３６・４６との間には、物質３８が配置
されている。この物質３８の光学的屈折率は、外部の干
渉または外乱により変調される。そのような物質の例と
しては、電子ー光学的物質３８の各側部に配置された電
極４０，４２により印加された外部の電圧パルスによっ
て制御される電気ー光学的な物質である。さらに、レー
ザー光線の径を小さくするための手段が、第１のキャビ
ティーの入り口に配置されている。これらの手段は、ポ
ンピングビームが横切る活性レーザー物質３２の面上に
おいてマイクロミラーにより形成された凹面のミラーに
より構成させることができる。このような構造、その変
形例、および、これと関連する製造プロセスに関する詳
細は、仏国特許公開第９５ ００７６７号公報（出願日
１９９５年１月２４日）に、その完全な内容が、上記番
号を引用することによって本明細書に組み込まれる。
【００３４】本発明の他の実施の形態に関して、次に説
明する。この原理は、図４を参照して説明される。図４
は、検出すべきガスの吸収スペクトルの１部分を示して
いる（吸収ピーク５０）。前述したように、検出プロセ
スは、レーザー光線を検出する方向に向けるプロセスを
含み、その波長λ1は、問題のガスの吸収ピーク特性の
範囲内にある。変形例によれば、第２のレーザー光線が
吸収線５０の「すそ」において、例えば波長λ2で発光
されている。ガスが、例えば図１の符号６で示されるテ
ストエリアに確かに存在し、システム検出器１６に向か
う２つの波長をバックスキャターする。それゆえ、後者
（バックスキャターされた信号）は、２つの信号Ｓ1お
よびＳ2を供給しており、Ｓ1は、検出すべきガスの分子
または原子とレーザー光線の波長λ1との間における相
互作用に起因するバックスキャターされるレーザー光線
量に対応している。Ｓ2は、検出すべきガスの分子ある
いは原子とレーザー光線の波長λ2との間における相互
作用に起因するバックスキャターされるレーザー光線量
に対応している。信号Ｓ1及びＳ2は、それに続く処理プ
ロセスにおいて蓄積されるか、或いは分析手段により、
その場において処理される。全ての場合において、処理
プロセスは、信号の差Ｓ1−Ｓ2を生成するプロセスから
なっている。レーザー光線λ2は、本質的に検出すべき
ガスの存否や濃度とは無関係であるから、基準値にな
る。そして、前記基準値と比較されて、信号Ｓ1は、検
出すべきガスの濃度および／または変化量を示すことに
なる。
明する。この原理は、図４を参照して説明される。図４
は、検出すべきガスの吸収スペクトルの１部分を示して
いる（吸収ピーク５０）。前述したように、検出プロセ
スは、レーザー光線を検出する方向に向けるプロセスを
含み、その波長λ1は、問題のガスの吸収ピーク特性の
範囲内にある。変形例によれば、第２のレーザー光線が
吸収線５０の「すそ」において、例えば波長λ2で発光
されている。ガスが、例えば図１の符号６で示されるテ
ストエリアに確かに存在し、システム検出器１６に向か
う２つの波長をバックスキャターする。それゆえ、後者
（バックスキャターされた信号）は、２つの信号Ｓ1お
よびＳ2を供給しており、Ｓ1は、検出すべきガスの分子
または原子とレーザー光線の波長λ1との間における相
互作用に起因するバックスキャターされるレーザー光線
量に対応している。Ｓ2は、検出すべきガスの分子ある
いは原子とレーザー光線の波長λ2との間における相互
作用に起因するバックスキャターされるレーザー光線量
に対応している。信号Ｓ1及びＳ2は、それに続く処理プ
ロセスにおいて蓄積されるか、或いは分析手段により、
その場において処理される。全ての場合において、処理
プロセスは、信号の差Ｓ1−Ｓ2を生成するプロセスから
なっている。レーザー光線λ2は、本質的に検出すべき
ガスの存否や濃度とは無関係であるから、基準値にな
る。そして、前記基準値と比較されて、信号Ｓ1は、検
出すべきガスの濃度および／または変化量を示すことに
なる。
【００３５】波長が分離している２つのレーザー光線を
発出は、例えば、各マイクロレー＾ーは、光学的手段に
より互いに独立してポンピングされる。２つの並置され
たマイクロレーザーのキャビティーを有する２つのマイ
クロレーザー光源を具備する装置により得ることができ
る。マイクロレーザーはサイズが非常に小さいので、装
置の最終的な体積をそれほど大きくすることなく、並置
させることが可能である。２つのマイクロレーザーのキ
ャビティーは、それらの波長がわずかに相互に間隔が開
けられて形成されている。
発出は、例えば、各マイクロレー＾ーは、光学的手段に
より互いに独立してポンピングされる。２つの並置され
たマイクロレーザーのキャビティーを有する２つのマイ
クロレーザー光源を具備する装置により得ることができ
る。マイクロレーザーはサイズが非常に小さいので、装
置の最終的な体積をそれほど大きくすることなく、並置
させることが可能である。２つのマイクロレーザーのキ
ャビティーは、それらの波長がわずかに相互に間隔が開
けられて形成されている。
【００３６】単一のマイクロレーザーの光源を用いて２
種類の波長のレーザー光線を発出させることも可能であ
る。例えばイッテルビウムをドープしたＹＡＧのよう
に、ある条件下において２つの近接した波長を同時に発
光させるようなレーザー物質も存在する。他の可能性と
しては、１つのマイクロレーザーキャビティーが、数種
の縦モードを発光可能にするような現象もある。図５
は、増幅媒体がＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔモードのスペク
トル分布図を示している。この図においては、モードの
包絡線は、ゲイン・バンドを表示しており、ｄｇは、ゲ
イン・バンドの幅を示している。ｄｖは、モード間の間
隔を示している。縦軸は、強度を任意単位で示してい
る。横軸は、周波数の単位である。もし、Ｆａｂｒｙ−
Ｐｅｒｏｔのキャビティーが、光学的な厚さｅの平板ー
平板キャビティーであるとすると、２つのモード間のフ
リースペクトルレンジｄｖは、ｄｖ＝ｃ／（２＊ｅ）
（ここでｃは、光速である。）で与えられる。もしも、
ｄｇがその物質のレーザー発光のゲインバンドであると
すると、モード数Ｎは、Ｎ＝ｄｇ／ｄｖで与えられる。
種類の波長のレーザー光線を発出させることも可能であ
る。例えばイッテルビウムをドープしたＹＡＧのよう
に、ある条件下において２つの近接した波長を同時に発
光させるようなレーザー物質も存在する。他の可能性と
しては、１つのマイクロレーザーキャビティーが、数種
の縦モードを発光可能にするような現象もある。図５
は、増幅媒体がＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔモードのスペク
トル分布図を示している。この図においては、モードの
包絡線は、ゲイン・バンドを表示しており、ｄｇは、ゲ
イン・バンドの幅を示している。ｄｖは、モード間の間
隔を示している。縦軸は、強度を任意単位で示してい
る。横軸は、周波数の単位である。もし、Ｆａｂｒｙ−
Ｐｅｒｏｔのキャビティーが、光学的な厚さｅの平板ー
平板キャビティーであるとすると、２つのモード間のフ
リースペクトルレンジｄｖは、ｄｖ＝ｃ／（２＊ｅ）
（ここでｃは、光速である。）で与えられる。もしも、
ｄｇがその物質のレーザー発光のゲインバンドであると
すると、モード数Ｎは、Ｎ＝ｄｇ／ｄｖで与えられる。
【００３７】キャビティー内でのモード数Ｎは、本質的
にキャビティーの厚さに依存する。それゆえ、前記モー
ド数Ｎは、２に等しくなるように選択される。それで、
２つの発光が２つの波長λ1及びλ2において得られる。
これらは、ｄｖ＝ｃ／（２＊ｅ）で与えられる量だけわ
ずかに相互に間隔が開けられている。
にキャビティーの厚さに依存する。それゆえ、前記モー
ド数Ｎは、２に等しくなるように選択される。それで、
２つの発光が２つの波長λ1及びλ2において得られる。
これらは、ｄｖ＝ｃ／（２＊ｅ）で与えられる量だけわ
ずかに相互に間隔が開けられている。
【００３８】Ｎ＝１が得られるようなｅを選択すること
も可能である。Ｎ＝１が得られるように、キャビティー
内にいかなるスイッチング手段をも有しないＹＡＧ活性
媒体マイクロレーザーキャビティーの典型的な厚さは、
約７５０μｍである。キャビティー内のスイッチング手
段を具備する場合には、計算は光学的厚さ自身を考慮す
べきである。
も可能である。Ｎ＝１が得られるように、キャビティー
内にいかなるスイッチング手段をも有しないＹＡＧ活性
媒体マイクロレーザーキャビティーの典型的な厚さは、
約７５０μｍである。キャビティー内のスイッチング手
段を具備する場合には、計算は光学的厚さ自身を考慮す
べきである。
【００３９】さらに他の変形例においては、マイクロレ
ーザーの発光スペクトルの時間変調を可能とするような
手段が設けられている。これらの手段とは、例えば、キ
ャビティー内の電気光学的結晶やマイクロレーザーの温
度変調手段である。それゆえ、測定された信号・信号群
の復調を行うための信号の処理プロセスを具備すること
ができる。
ーザーの発光スペクトルの時間変調を可能とするような
手段が設けられている。これらの手段とは、例えば、キ
ャビティー内の電気光学的結晶やマイクロレーザーの温
度変調手段である。それゆえ、測定された信号・信号群
の復調を行うための信号の処理プロセスを具備すること
ができる。
【００４０】全ての場合において、発光の波長すなわち
マイクロレーザーの波長は、本質的には、活性レーザー
媒体の特性に依存するのであり、すなわち、その組成及
びスイッチングが可飽和媒体の助けにより起こる場合に
はその可飽和媒体の性質、例えばその組成に依存するの
である。
マイクロレーザーの波長は、本質的には、活性レーザー
媒体の特性に依存するのであり、すなわち、その組成及
びスイッチングが可飽和媒体の助けにより起こる場合に
はその可飽和媒体の性質、例えばその組成に依存するの
である。
【００４１】例えば、ネオジミウムをドープした活性レ
ーザー媒体においては、得られる波長は、ほぼ１．０６
μｍ，１．３２μｍ，或いは９４６ｎｍである。内部に
ネオジミウムイオンがドーピングされた基体に関して
は、前記値（波長）はわずかしか変化しない。他のドー
パントをドーピングすれば他の波長で発光する。ツリウ
ムでは発光は約１．９μｍで、ホルミウムでは約２．１
μｍと３．９μｍで、エルビウムでは１．５μｍと約３
μｍ、イッテルビウムでは約１μｍで、そして、プラセ
オジムでは、約５．２μｍと７．２μｍの波長で発光す
る。
ーザー媒体においては、得られる波長は、ほぼ１．０６
μｍ，１．３２μｍ，或いは９４６ｎｍである。内部に
ネオジミウムイオンがドーピングされた基体に関して
は、前記値（波長）はわずかしか変化しない。他のドー
パントをドーピングすれば他の波長で発光する。ツリウ
ムでは発光は約１．９μｍで、ホルミウムでは約２．１
μｍと３．９μｍで、エルビウムでは１．５μｍと約３
μｍ、イッテルビウムでは約１μｍで、そして、プラセ
オジムでは、約５．２μｍと７．２μｍの波長で発光す
る。
【００４２】キャビティー内の可飽和吸収体が存在する
場合には、可飽和吸収体は、好ましくは活性レーザー媒
体と同タイプの基体により形成され、それに可飽和吸収
体の性質を決めるイオンがドープされる。それゆえ、マ
イクロレーザーのキャビティーは、同じ基体に異なるイ
オンをドープした２つの元素を含んでいる。このイオン
は、同じ基体にイオン対を形成し、その集合体はマイク
ロキャビティーの発光波長を決定する。検出すべきガス
の吸収波長の関数として、後者、すなわち、図４におけ
る吸収波長λ1の吸収ピーク５０を同定するように選択
され、その後に、基体とイオン対とが選択される。
場合には、可飽和吸収体は、好ましくは活性レーザー媒
体と同タイプの基体により形成され、それに可飽和吸収
体の性質を決めるイオンがドープされる。それゆえ、マ
イクロレーザーのキャビティーは、同じ基体に異なるイ
オンをドープした２つの元素を含んでいる。このイオン
は、同じ基体にイオン対を形成し、その集合体はマイク
ロキャビティーの発光波長を決定する。検出すべきガス
の吸収波長の関数として、後者、すなわち、図４におけ
る吸収波長λ1の吸収ピーク５０を同定するように選択
され、その後に、基体とイオン対とが選択される。
【００４３】検出すべきいくつかのガス状の化合物に対
して、次に示す表１は、吸収波長とレーザー媒体にドー
ピングされるイオン対と可飽和吸収体との値を与えてい
る。これらの２つの元素のベース材料は、第１の３つの
ケースにおいては、ＹＡＧであり、最後の２つのケース
においては、ガラスまたはシリカである。
して、次に示す表１は、吸収波長とレーザー媒体にドー
ピングされるイオン対と可飽和吸収体との値を与えてい
る。これらの２つの元素のベース材料は、第１の３つの
ケースにおいては、ＹＡＧであり、最後の２つのケース
においては、ガラスまたはシリカである。
【表１】 これらの５つの化合物の間において、ＩｎＧａＡｓ或い
はＧｅをベースにした半導体検出器は、ガス状の化合物
からバックスキャターされたレーザー光線を検出するこ
とが可能である。
はＧｅをベースにした半導体検出器は、ガス状の化合物
からバックスキャターされたレーザー光線を検出するこ
とが可能である。
【００４４】全ての場合において、スイッチングかアク
ティブがパッシブかに関係なく、ある波長で発光するマ
イクロレーザーの構造と、ノンリニアーで、かつ、好ま
しくはキャビティー内の部材とを組み合わせることが可
能である。その部材とは、例えば光学的パラメトリック
発振器（ＯＰＯ）のようなものや周波数２倍或いは３倍
の周波数にする結晶や、或いは光学的パラメトリック増
幅器（０ＰＡ）や、光学的な周波数の和或いは差を形成
する装置（ＫＴＰ或いはＬｉＮｂＯ3やＫＮｂＯ3やＢＢ
ＯやＬＢ）或いはラマン周波数シフトを起こすような装
置である。これらの装置により、検出すべきガス種に適
した波長を得ることができる。
ティブがパッシブかに関係なく、ある波長で発光するマ
イクロレーザーの構造と、ノンリニアーで、かつ、好ま
しくはキャビティー内の部材とを組み合わせることが可
能である。その部材とは、例えば光学的パラメトリック
発振器（ＯＰＯ）のようなものや周波数２倍或いは３倍
の周波数にする結晶や、或いは光学的パラメトリック増
幅器（０ＰＡ）や、光学的な周波数の和或いは差を形成
する装置（ＫＴＰ或いはＬｉＮｂＯ3やＫＮｂＯ3やＢＢ
ＯやＬＢ）或いはラマン周波数シフトを起こすような装
置である。これらの装置により、検出すべきガス種に適
した波長を得ることができる。
【００４５】特に、その吸収波長は２５０から３５０ｎ
ｍの間である植物のエアロゾルを調べるために、ネオジ
ミウムをドープしたＹＡＧレーザー物質のように、周波
数を３倍または４倍にするようなものが使用される。パ
ッシブスイッチングにおいては、可飽和吸収体は、好ま
しくはＣｒ4+クロムイオンをドープしたＹＡＧが用いら
れる。
ｍの間である植物のエアロゾルを調べるために、ネオジ
ミウムをドープしたＹＡＧレーザー物質のように、周波
数を３倍または４倍にするようなものが使用される。パ
ッシブスイッチングにおいては、可飽和吸収体は、好ま
しくはＣｒ4+クロムイオンをドープしたＹＡＧが用いら
れる。
【００４６】アクティブスイッチング部材及び光学的に
ノンリニアーな部材を一体化したマイクロレーザーの構
造が、図９に示されている。より明確にいえば、キャビ
ティーは、入力ミラー１００と出力ミラー１０２とによ
って密封された活性レーザー媒体９８を備えている。加
えて、キャビティー内には、２つの他の部材があり、こ
れらは、アクティブまたはパッシブなキャビティースイ
ッチング部材１０４およびノンリニアー物質１０６であ
り、周波数を、活性レーザー媒体９８のベースになる周
波数のｎ倍（ｎは２以上）にすることができる。
ノンリニアーな部材を一体化したマイクロレーザーの構
造が、図９に示されている。より明確にいえば、キャビ
ティーは、入力ミラー１００と出力ミラー１０２とによ
って密封された活性レーザー媒体９８を備えている。加
えて、キャビティー内には、２つの他の部材があり、こ
れらは、アクティブまたはパッシブなキャビティースイ
ッチング部材１０４およびノンリニアー物質１０６であ
り、周波数を、活性レーザー媒体９８のベースになる周
波数のｎ倍（ｎは２以上）にすることができる。
【００４７】ノンリニアー物質は、例えば、ノンリニア
ーＫＴＰ結晶であり、マイクロレーザーの基体の周波数
を２倍にすることができる。例えば、ＹＡＧ：Ｎｄ活性
レーザー媒体から得られる１０６４ｎｍのレーザー光線
は、前記結晶により５３２ｎｍのレーザー光線に変換さ
れる。周波数を４倍にする効果は、前記マイクロレーザ
ーキャビティー内において、ノンリニアーなＫＴＰ結晶
およびノンリニアーなＢＢＯ結晶とを結合させることに
より達成される。本発明は、また、マイクロキャビティ
ーの活性レーザー媒体の周波数を２倍にするどんなノン
リニヤー結晶にも適用できる。また、マイクロキャビテ
ィーのレーザー媒体の周波数の逓倍化（ｎ倍，ｎは２以
上、例えばｎ＝３，４，…）を許容するあらゆるノンリ
ニアー結晶についても適用できる。例えば、次のような
結晶も使用できる。すなわち、ＢＢＯ，ＬＢＯ，ＫＮｂ
Ｏ3，ＬｉＮｂＯ3等である。
ーＫＴＰ結晶であり、マイクロレーザーの基体の周波数
を２倍にすることができる。例えば、ＹＡＧ：Ｎｄ活性
レーザー媒体から得られる１０６４ｎｍのレーザー光線
は、前記結晶により５３２ｎｍのレーザー光線に変換さ
れる。周波数を４倍にする効果は、前記マイクロレーザ
ーキャビティー内において、ノンリニアーなＫＴＰ結晶
およびノンリニアーなＢＢＯ結晶とを結合させることに
より達成される。本発明は、また、マイクロキャビティ
ーの活性レーザー媒体の周波数を２倍にするどんなノン
リニヤー結晶にも適用できる。また、マイクロキャビテ
ィーのレーザー媒体の周波数の逓倍化（ｎ倍，ｎは２以
上、例えばｎ＝３，４，…）を許容するあらゆるノンリ
ニアー結晶についても適用できる。例えば、次のような
結晶も使用できる。すなわち、ＢＢＯ，ＬＢＯ，ＫＮｂ
Ｏ3，ＬｉＮｂＯ3等である。
【００４８】マイクロキャビティー内に、上述したもの
と同じスイッチ手段１０４と活性レーザー媒体のベース
周波数を逓倍するための手段１０６とを同時に配置する
ことにより、周波数逓倍手段（結晶１０６）の動作効率
を非常に良くすることができる。それゆえ、２倍結晶に
おいては、この構造において効率８０％が記録された。
と同じスイッチ手段１０４と活性レーザー媒体のベース
周波数を逓倍するための手段１０６とを同時に配置する
ことにより、周波数逓倍手段（結晶１０６）の動作効率
を非常に良くすることができる。それゆえ、２倍結晶に
おいては、この構造において効率８０％が記録された。
【００４９】図９に示されるように、キャビティー内に
は他の追加される部材が含まれている。 それは例え
ば、活性レーザー媒体９８と可飽和吸収体１０４とを接
着する粘着層１０８であり、また、媒体１０６及び１０
４の界面において、屈折率を合わせることが可能な媒体
としての層１１０である。
は他の追加される部材が含まれている。 それは例え
ば、活性レーザー媒体９８と可飽和吸収体１０４とを接
着する粘着層１０８であり、また、媒体１０６及び１０
４の界面において、屈折率を合わせることが可能な媒体
としての層１１０である。
【００５０】図１０は、可飽和吸収体１２０が、活性レ
ーザー媒体１１２上に直接蒸着されている薄いフィルム
の形状をしている場合に得られるマイクロレーザーを示
している。ノンリニアーな物質１１４は、ミラー１１６
および１１８で境界が設けられたマイクロレーザーキャ
ビティーを形成している。
ーザー媒体１１２上に直接蒸着されている薄いフィルム
の形状をしている場合に得られるマイクロレーザーを示
している。ノンリニアーな物質１１４は、ミラー１１６
および１１８で境界が設けられたマイクロレーザーキャ
ビティーを形成している。
【００５１】ノンリニアーなキャビティー内の部材を有
するこれらの構造の製造プロセスは、仏国特許公開第９
５ ０５６５０号公報に説明されている。
するこれらの構造の製造プロセスは、仏国特許公開第９
５ ０５６５０号公報に説明されている。
【００５２】酸素（Ｏ2）の検出の場合においては、選
択された吸収波長は、ほぼ０．７６μｍである。活性レ
ーザー物質は、好ましくは、エルビウムイオンがドープ
されたシリコンまたはガラスをベースとしており、これ
により、周波数が２倍される。これに対して、可飽和吸
収体は、ウラニウムまたはエルビウムイオンをドープし
たシリコンやガラスである。シリコンの検出器は、それ
ゆえ、バックスキャターされたレーザー光線を検出する
ことができる。
択された吸収波長は、ほぼ０．７６μｍである。活性レ
ーザー物質は、好ましくは、エルビウムイオンがドープ
されたシリコンまたはガラスをベースとしており、これ
により、周波数が２倍される。これに対して、可飽和吸
収体は、ウラニウムまたはエルビウムイオンをドープし
たシリコンやガラスである。シリコンの検出器は、それ
ゆえ、バックスキャターされたレーザー光線を検出する
ことができる。
【００５３】例えば、３から１０μｍのような、より高
い波長を達成するために、光学的パラメトリック発振器
が使用可能である。レーザー光線とＯＰＯ結晶との間に
相互作用を生じさせることにより、ＯＰＯは、レーザー
よりも高い波長を持ったレーザー光線を生成することが
可能である。その間隔と時間との特性は、ポンピング光
線のものに近似している。ノンリニアーな結晶（結晶を
回転させるか温度を変化させることにより）の位相チュ
ーニング条件を変化させることにより、発出されたレー
ザー光線の波長を非常に広い範囲内で連続的に変化させ
ることが可能である。より詳細には、ＯＰＯの出力にお
いて周波数νpのポンピングフォトンが２つのフォトン
になる。すなわち、最高周波数のフォトンνsは、シグ
ナル（ｓｉｇｎａｌ）フォトンと呼ばれ、低い方の周波
数フォトンνiは、アイドラー（ｉｄｌｅｒ）フォトン
と呼ばれる。エネルギー保存の法則により、νs＋νi＝
νpの関係が用いられる。１９９５年５月１２日に出願
された仏国特許公開第９５０５６５４号公報において
は、マイクロレーザーによりポンピングされたＯＰＯ構
造が説明されており、これは、本発明と矛盾せずに両立
する。
い波長を達成するために、光学的パラメトリック発振器
が使用可能である。レーザー光線とＯＰＯ結晶との間に
相互作用を生じさせることにより、ＯＰＯは、レーザー
よりも高い波長を持ったレーザー光線を生成することが
可能である。その間隔と時間との特性は、ポンピング光
線のものに近似している。ノンリニアーな結晶（結晶を
回転させるか温度を変化させることにより）の位相チュ
ーニング条件を変化させることにより、発出されたレー
ザー光線の波長を非常に広い範囲内で連続的に変化させ
ることが可能である。より詳細には、ＯＰＯの出力にお
いて周波数νpのポンピングフォトンが２つのフォトン
になる。すなわち、最高周波数のフォトンνsは、シグ
ナル（ｓｉｇｎａｌ）フォトンと呼ばれ、低い方の周波
数フォトンνiは、アイドラー（ｉｄｌｅｒ）フォトン
と呼ばれる。エネルギー保存の法則により、νs＋νi＝
νpの関係が用いられる。１９９５年５月１２日に出願
された仏国特許公開第９５０５６５４号公報において
は、マイクロレーザーによりポンピングされたＯＰＯ構
造が説明されており、これは、本発明と矛盾せずに両立
する。
【００５４】図６から８までには、他の適用可能なＯＰ
Ｏポンピングマイクロレーザー構造が示されている。
Ｏポンピングマイクロレーザー構造が示されている。
【００５５】図６においては、符号５２および５４はマ
イクロレーザーキャビティーの入力および出力ミラーを
示している。このキャビティーは、活性レーザー媒体５
６とアクティブまたはパッシブな前記キャビティーのス
イッチィングのための手段５８とを具備している。キャ
ビティーは、図示しない手段によってポンピングされ、
ポンピングされた光線は符号６０で示されている。キャ
ビティーは、レーザー光線６２を発出し、次にＯＰＯキ
ャビティーとして知られている第２のキャビティーをポ
ンピングする。第２のキャビティーは、２つのミラー６
４および６６により形成され、それらの間にはノンリニ
アーな物質６８（例えば結晶）が配置されて、ＯＰＯキ
ャビティーを得ることができ、これは次々にＯＰＯ光線
７０を発出する。
イクロレーザーキャビティーの入力および出力ミラーを
示している。このキャビティーは、活性レーザー媒体５
６とアクティブまたはパッシブな前記キャビティーのス
イッチィングのための手段５８とを具備している。キャ
ビティーは、図示しない手段によってポンピングされ、
ポンピングされた光線は符号６０で示されている。キャ
ビティーは、レーザー光線６２を発出し、次にＯＰＯキ
ャビティーとして知られている第２のキャビティーをポ
ンピングする。第２のキャビティーは、２つのミラー６
４および６６により形成され、それらの間にはノンリニ
アーな物質６８（例えば結晶）が配置されて、ＯＰＯキ
ャビティーを得ることができ、これは次々にＯＰＯ光線
７０を発出する。
【００５６】媒体６８の構成物質は、公知のノンリニア
ー物質から選択できる。例えば、ＫＴｉＯＰＯ4（ＫＴ
Ｐ），ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3，β−ＢａＢ2Ｏ4，ＬｉＢ3
０5，そしてＡｇＧａＳｅである。ＫＴＰの性質は、例
えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉ
ｅｔｙ ｏｆ ＡｍｅｒｉｃａのＢの１９９４年のｖｏ
ｌ．１１の７５８から７６９ページに掲載されたＴｅｒ
ｒｙらの論文に説明されている。ＯＰＯとして使用可能
な他のノンリニアーな物質の性質については、Ａｃａｄ
ｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓの１９９２年 ＵＳａ，ＩＳＢＮ
０−１２−１２１６８０−２の、”Ｎｏｎ−ｌｉｎｅａ
ｒ ｏｐｔｉｃｓ”と題されたＲ．Ｗ．Ｂｏｙｄの論文
の特に８５ページｆｆに説明されている。ＯＰＯキャビ
ティーの入力及び出力ミラーは、図６の点線で示された
ように配置されている。この場合、２つのミラー７２及
び７４は、物質６８の入力側と出力側の表面に直接蒸着
されている。この配置により、非常にコンパクト化し、
フールプルーフ（ｆｏｏｌｐｒｏｏｆ）キャビティーを
形成しており、これは、動作中に位置決めをする必要が
ない。
ー物質から選択できる。例えば、ＫＴｉＯＰＯ4（ＫＴ
Ｐ），ＭｇＯ：ＬｉＮｂＯ3，β−ＢａＢ2Ｏ4，ＬｉＢ3
０5，そしてＡｇＧａＳｅである。ＫＴＰの性質は、例
えばＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉ
ｅｔｙ ｏｆ ＡｍｅｒｉｃａのＢの１９９４年のｖｏ
ｌ．１１の７５８から７６９ページに掲載されたＴｅｒ
ｒｙらの論文に説明されている。ＯＰＯとして使用可能
な他のノンリニアーな物質の性質については、Ａｃａｄ
ｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓの１９９２年 ＵＳａ，ＩＳＢＮ
０−１２−１２１６８０−２の、”Ｎｏｎ−ｌｉｎｅａ
ｒ ｏｐｔｉｃｓ”と題されたＲ．Ｗ．Ｂｏｙｄの論文
の特に８５ページｆｆに説明されている。ＯＰＯキャビ
ティーの入力及び出力ミラーは、図６の点線で示された
ように配置されている。この場合、２つのミラー７２及
び７４は、物質６８の入力側と出力側の表面に直接蒸着
されている。この配置により、非常にコンパクト化し、
フールプルーフ（ｆｏｏｌｐｒｏｏｆ）キャビティーを
形成しており、これは、動作中に位置決めをする必要が
ない。
【００５７】マイクロレーザーによるポンピングの結果
として、ＯＰＯキャビティーのしきい値エネルギーを低
くすることが可能なだけではなく、ＯＰＯ動作に必要な
結晶６８の長さを減少させることもできる。それゆえ、
参照したＴｅｒｒｙらの論文において、２０ｍｍの長さ
の結晶を有するＯＰＯが説明されているが、本発明で
は、例えば５ｍｍ程度の数ｍｍ厚さの物質を用いること
が可能となる。一般的に、レーザーから発光された光線
６２の性質（より低いしきい値エネルギーで、かつ、結
晶の長さを減少できる）の結果として、これをＫＴＰ結
晶に適用できるだけではなく、ＯＰＯを形成するのに、
他のノンリニアー物質またはノンリニアー結晶も使うこ
とが可能となる。
として、ＯＰＯキャビティーのしきい値エネルギーを低
くすることが可能なだけではなく、ＯＰＯ動作に必要な
結晶６８の長さを減少させることもできる。それゆえ、
参照したＴｅｒｒｙらの論文において、２０ｍｍの長さ
の結晶を有するＯＰＯが説明されているが、本発明で
は、例えば５ｍｍ程度の数ｍｍ厚さの物質を用いること
が可能となる。一般的に、レーザーから発光された光線
６２の性質（より低いしきい値エネルギーで、かつ、結
晶の長さを減少できる）の結果として、これをＫＴＰ結
晶に適用できるだけではなく、ＯＰＯを形成するのに、
他のノンリニアー物質またはノンリニアー結晶も使うこ
とが可能となる。
【００５８】このシステムのコンパクトさは、図７に示
されるように、ミラー５４とミラー６４とを合体させる
ことによりさらに改善される。この構造は、非常にコン
パクトである。図７において、図６と同一部材について
は同一符号を付しており、符号７６は、マイクロレーザ
ーのキャビティーとＯＰＯキャビティーとに共通な中間
のミラーを示している。スイッチング部材５８を具備し
ているにもかかわらず、マイクロレーザーのキャビティ
ーが、それ自身非常にコンパクトであるため、そのポン
ピング手段を含めたＯＰＯのトータルの長さは、１ｍｍ
2の断面積で６ｍｍを超えることはなく、例えばトータ
ルの体積は６ｍｍ3程度である。
されるように、ミラー５４とミラー６４とを合体させる
ことによりさらに改善される。この構造は、非常にコン
パクトである。図７において、図６と同一部材について
は同一符号を付しており、符号７６は、マイクロレーザ
ーのキャビティーとＯＰＯキャビティーとに共通な中間
のミラーを示している。スイッチング部材５８を具備し
ているにもかかわらず、マイクロレーザーのキャビティ
ーが、それ自身非常にコンパクトであるため、そのポン
ピング手段を含めたＯＰＯのトータルの長さは、１ｍｍ
2の断面積で６ｍｍを超えることはなく、例えばトータ
ルの体積は６ｍｍ3程度である。
【００５９】加えて、前述した全てのＯＰＯ構造は、マ
イクロレーザーが大量生産可能であるという観点からも
非常に大きな利点がある。さらに、ノンリニアーな物質
６８上への直接ミラー蒸着に関しても、大量生産工程が
適用可能である。その結果として完成した装置は、マイ
クロエレクトロニクスにおける製造方法と同様の大量生
産方法が可能である。それゆえ、大量生産が非常に低コ
ストで行える。
イクロレーザーが大量生産可能であるという観点からも
非常に大きな利点がある。さらに、ノンリニアーな物質
６８上への直接ミラー蒸着に関しても、大量生産工程が
適用可能である。その結果として完成した装置は、マイ
クロエレクトロニクスにおける製造方法と同様の大量生
産方法が可能である。それゆえ、大量生産が非常に低コ
ストで行える。
【００６０】既知のプロセスにより蒸着された入力ミラ
ー５２は、好ましくはダイクロイックミラーである。こ
のダイクロイックミラーは、レーザーの波長においてほ
ぼ１００％に近い最大の反射率を有し、ポンピング波長
（一般的には、Ｎｄをドープした物質においては８００
ｎｍであり、Ｅｒをドープした物質では９８０ｎｍであ
り、Ｔｍをドープした物質においては７８ｎｍであ
る。）において最大の透過率（８０％よりも高い）を有
する。出力ミラー７４，７６もまた好ましくはダイクロ
イックであるが、それでもレーザー光線のうち数パーセ
ントの通過は許容される。
ー５２は、好ましくはダイクロイックミラーである。こ
のダイクロイックミラーは、レーザーの波長においてほ
ぼ１００％に近い最大の反射率を有し、ポンピング波長
（一般的には、Ｎｄをドープした物質においては８００
ｎｍであり、Ｅｒをドープした物質では９８０ｎｍであ
り、Ｔｍをドープした物質においては７８ｎｍであ
る。）において最大の透過率（８０％よりも高い）を有
する。出力ミラー７４，７６もまた好ましくはダイクロ
イックであるが、それでもレーザー光線のうち数パーセ
ントの通過は許容される。
【００６１】ＯＰＯキャビティーに関しては、前記キャ
ビティーの入力ミラーおよび出力ミラーの反射率を調整
することが可能であり、ノンリニアー物質６８の周囲に
２重の共振キャビティーを形成することができる。入力
ミラー７６は、単一共振キャビティーに対してはλ
signalにおいて１００％に近い高い反射率を有し、２重
共振キャビティーに対してはλidlerにおいて１００％
に近い反射率を有している。出力ミラー７６，６６は、
単一共振キャビティーのλsignalに対して９０％以上の
高い反射率を、あるいは、２重共振キャビティーのλ
idlerに対して９０％以上の高い反射率を有している。
これにより、キャビティー６８の動作しきい値を、より
減少させることができる。
ビティーの入力ミラーおよび出力ミラーの反射率を調整
することが可能であり、ノンリニアー物質６８の周囲に
２重の共振キャビティーを形成することができる。入力
ミラー７６は、単一共振キャビティーに対してはλ
signalにおいて１００％に近い高い反射率を有し、２重
共振キャビティーに対してはλidlerにおいて１００％
に近い反射率を有している。出力ミラー７６，６６は、
単一共振キャビティーのλsignalに対して９０％以上の
高い反射率を、あるいは、２重共振キャビティーのλ
idlerに対して９０％以上の高い反射率を有している。
これにより、キャビティー６８の動作しきい値を、より
減少させることができる。
【００６２】他の実施の形態について、図８を参照して
説明する。この場合には、もはやマイクロレーザーキャ
ビティーとＯＰＯキャビティーという２つの分離したキ
ャビティーは存在せず、そのかわりにＯＰＯキャビティ
ーといったいになったマイクロレーザーキャビティーで
ある。マイクロレーザーキャビティーは、マイクロキャ
ビティーの２つの入力ミラー８２および出力ミラー８４
により画成され、かつ、活性レーザー媒体８６と、キャ
ビティースイッチング部材８８と、キャビティーの中間
ミラー９２および出力ミラー８４と一緒になってＯＰＯ
サブ・キャビティーを形成するノンリニアー結晶９０と
を含んでいる。この目的のために、中間ミラー９２は、
レーザービームの波長においては透明であり、ＯＰＯキ
ャビティーの信号ビーム波長においては反射する。これ
に対して、ミラー８４は、単一共振キャビティーに対す
る波長λidlerに対しては透明であり、２重の共振キャ
ビティーに対する波長λidlerに対しては反射する。ミ
ラー８４は、ＯＰＯキャビティーの単一ビームの波長に
おいて、ある程度は透明である。この実施例において
は、ＯＰＯキャビティーの範囲内において、より一層高
いエネルギー密度を有することが可能であり、一方、非
常にコンパクト化可能であり、かつ、モノリシック構造
にすることができるという利点を持っている。
説明する。この場合には、もはやマイクロレーザーキャ
ビティーとＯＰＯキャビティーという２つの分離したキ
ャビティーは存在せず、そのかわりにＯＰＯキャビティ
ーといったいになったマイクロレーザーキャビティーで
ある。マイクロレーザーキャビティーは、マイクロキャ
ビティーの２つの入力ミラー８２および出力ミラー８４
により画成され、かつ、活性レーザー媒体８６と、キャ
ビティースイッチング部材８８と、キャビティーの中間
ミラー９２および出力ミラー８４と一緒になってＯＰＯ
サブ・キャビティーを形成するノンリニアー結晶９０と
を含んでいる。この目的のために、中間ミラー９２は、
レーザービームの波長においては透明であり、ＯＰＯキ
ャビティーの信号ビーム波長においては反射する。これ
に対して、ミラー８４は、単一共振キャビティーに対す
る波長λidlerに対しては透明であり、２重の共振キャ
ビティーに対する波長λidlerに対しては反射する。ミ
ラー８４は、ＯＰＯキャビティーの単一ビームの波長に
おいて、ある程度は透明である。この実施例において
は、ＯＰＯキャビティーの範囲内において、より一層高
いエネルギー密度を有することが可能であり、一方、非
常にコンパクト化可能であり、かつ、モノリシック構造
にすることができるという利点を持っている。
【００６３】ＯＰＯを備えたこれらの構造を製造するプ
ロセスについては、仏国特許公開第９５ ０５６５４号
公報において開示されている。
ロセスについては、仏国特許公開第９５ ０５６５４号
公報において開示されている。
【００６４】ＯＰＯを用いると、図６から図８までに関
連して前に説明した構造のうちの１つの構造によって、
特に、ベンゼン（Ｃ6Ｈ6）の蒸気を検出するのに適した
３．３μｍの波長のレーザー光線を生成することが可能
となる。ＯＰＯと組み合わせることにより、１．０６μ
ｍ（例えばＹＡＧ：Ｎｄ）で発光するマイクロレーザー
を、波長１．５μｍと３．３μｍとで発光させることが
可能となる。さらに、これらの２つの波長は、１種類ま
たは２種類のガスの検出に使用可能である。ＩｎＳｂ或
いはＩｎＡｓをベースにした半導体検出器は、ベンゼン
蒸気からバックスキャターされた信号を検出するのに適
している。
連して前に説明した構造のうちの１つの構造によって、
特に、ベンゼン（Ｃ6Ｈ6）の蒸気を検出するのに適した
３．３μｍの波長のレーザー光線を生成することが可能
となる。ＯＰＯと組み合わせることにより、１．０６μ
ｍ（例えばＹＡＧ：Ｎｄ）で発光するマイクロレーザー
を、波長１．５μｍと３．３μｍとで発光させることが
可能となる。さらに、これらの２つの波長は、１種類ま
たは２種類のガスの検出に使用可能である。ＩｎＳｂ或
いはＩｎＡｓをベースにした半導体検出器は、ベンゼン
蒸気からバックスキャターされた信号を検出するのに適
している。
【００６５】二酸化窒素（ＮＯ2）は、６．４μｍの吸
収波長を有している。この波長は、再度指摘すると、マ
イクロレーザー（ＹＡＧ：Ｎｄ3+、可飽和吸収体＝ＹＡ
Ｇ：Ｃｒ4+）を用いることにより達成可能である。これ
は、ＯＰＯ（ＡｇＧａＳｅ2）をポンピングする。Ｉｎ
Ｓｂをベースにした半導体検出器により、バックスキャ
ターされたレーザー光線を検出できる。
収波長を有している。この波長は、再度指摘すると、マ
イクロレーザー（ＹＡＧ：Ｎｄ3+、可飽和吸収体＝ＹＡ
Ｇ：Ｃｒ4+）を用いることにより達成可能である。これ
は、ＯＰＯ（ＡｇＧａＳｅ2）をポンピングする。Ｉｎ
Ｓｂをベースにした半導体検出器により、バックスキャ
ターされたレーザー光線を検出できる。
【００６６】オゾンは、ほぼ９．５μｍに吸収のピーク
がある。マイクロレーザー（ＹＡＧ：Ｔｍ，可飽和吸収
体＝ＹＡＧ：Ｈｏ3+）によりポンピングされたＯＰＯ
（ＡｇＧａＳｅ2）は、この波長においてレーザー光線
を得ることが可能となる。ＨｇＣｄＴｅをベースにした
検出器は、前記波長において検出可能である。
がある。マイクロレーザー（ＹＡＧ：Ｔｍ，可飽和吸収
体＝ＹＡＧ：Ｈｏ3+）によりポンピングされたＯＰＯ
（ＡｇＧａＳｅ2）は、この波長においてレーザー光線
を得ることが可能となる。ＨｇＣｄＴｅをベースにした
検出器は、前記波長において検出可能である。
【００６７】全ての場合において、適用されるマイクロ
レーザーキャビティーの構造とスイッチングモードとに
関係なく、内部の入力ミラーと出力ミラーとがプレーナ
であるプレーナ・プレーナ形のキャビティーを得ること
が可能である。他の実施例によれば、マイクロレーザー
のキャビティーの入力および／または出力において凹面
のマイクロミラーを備えた安定動作するキャビティーを
得ることも可能である。少なくとも１つの凹面ミラーが
あれば、キャビティーを安定化させることが可能であ
る。キャビティーは、より低いスイッチングしきい値お
よびより高い効率が得られる。さらに、凹面のマイクロ
ミラーにより、異なるキャビティーの媒体中で、レーザ
ービームの径を調整することが可能となる。この調整に
より、再度、異なるキャビティー内の部材（ノンリニア
ーＯＰＯ部材、可飽和吸収体）における出力密度を増大
させることができる。図３に示すようなアクティブスイ
ッチングの場合には、入力における凹面のマイクロミラ
ーの存在により、活性部材３８の両サイドに印加すべき
電圧を低減することが可能である。活性ミラーがない場
合には、ほぼ１０００Ｖの電圧が必要となるのに対し
て、ミラーを設けることにより、それをほぼ１００Ｖま
で低下させることができる。
レーザーキャビティーの構造とスイッチングモードとに
関係なく、内部の入力ミラーと出力ミラーとがプレーナ
であるプレーナ・プレーナ形のキャビティーを得ること
が可能である。他の実施例によれば、マイクロレーザー
のキャビティーの入力および／または出力において凹面
のマイクロミラーを備えた安定動作するキャビティーを
得ることも可能である。少なくとも１つの凹面ミラーが
あれば、キャビティーを安定化させることが可能であ
る。キャビティーは、より低いスイッチングしきい値お
よびより高い効率が得られる。さらに、凹面のマイクロ
ミラーにより、異なるキャビティーの媒体中で、レーザ
ービームの径を調整することが可能となる。この調整に
より、再度、異なるキャビティー内の部材（ノンリニア
ーＯＰＯ部材、可飽和吸収体）における出力密度を増大
させることができる。図３に示すようなアクティブスイ
ッチングの場合には、入力における凹面のマイクロミラ
ーの存在により、活性部材３８の両サイドに印加すべき
電圧を低減することが可能である。活性ミラーがない場
合には、ほぼ１０００Ｖの電圧が必要となるのに対し
て、ミラーを設けることにより、それをほぼ１００Ｖま
で低下させることができる。
【００６８】本発明によるプロセス及び装置は、特にマ
イクロレーザーとリンクさせることにより、多くのメリ
ットを提供する。マイクロレーザーは、コストを低減さ
せ得るし、大量生産が可能であり、レーザーダイオード
によりポンピングが可能である。モノリシックでフール
プルーフな性質から、この装置は、非常に信頼性のある
装置である。マイクロレーザーは、メンテナンスやセッ
ティングが不要であり、このシステムは、コンパクトで
輸送（移動）も簡単である。最後に、動作に必要な消費
電力も非常に低い。
イクロレーザーとリンクさせることにより、多くのメリ
ットを提供する。マイクロレーザーは、コストを低減さ
せ得るし、大量生産が可能であり、レーザーダイオード
によりポンピングが可能である。モノリシックでフール
プルーフな性質から、この装置は、非常に信頼性のある
装置である。マイクロレーザーは、メンテナンスやセッ
ティングが不要であり、このシステムは、コンパクトで
輸送（移動）も簡単である。最後に、動作に必要な消費
電力も非常に低い。
【図１】 本発明の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】 キャビティー内の可飽和吸収体を備えたマイ
クロレーザーの構造図である。
クロレーザーの構造図である。
【図３】 アクティブにスイッチするマイクロレーザー
の構造図である。
の構造図である。
【図４】 検出すべきガスの吸収線のスペクトルであ
る。
る。
【図５】 プレーナ・プレーナ型Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏ
ｔキャビティーのモードの分布を示す図である。
ｔキャビティーのモードの分布を示す図である。
【図６】 マイクロレーザーでポンピングされるＯＰＯ
の変形例である。
の変形例である。
【図７】 マイクロレーザーでポンピングされるＯＰＯ
の他の変形例である。
の他の変形例である。
【図８】 マイクロレーザーでポンピングされるＯＰＯ
の他の変形例である。
の他の変形例である。
【図９】 ノンリニアーなキャビティー内の物質を備え
た、スイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
た、スイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
【図１０】 ノンリニアーなキャビティー内の物質を備
えたスイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
えたスイッチされたマイクロレーザーの構成図である。
２…マイクロレーザー ４…ラディエーション（レーザー光線） ６…検査エリア ８…対象物 １０…バックスキャターされたラディエーション（レー
ザー光線） １２…ビームスプリッター １６…検出器 Ｓ…信号 ２０…マイクロレーザーキャビティー ２２、３２、５６、８６、９８、１１２…活性レーザー
物質（媒体） ２４、５２、８２、１００、１１６…入力ミラー ２６、４６、５４、８４、１０２、１１８…出力ミラー ２８、１２０…可飽和吸収体 ３０…マイクロレーザーキャビティー ３４…第１の入力ミラー ３６、７４、９２…中間ミラー ３８…活性部材（ＥＯ物質） ４０、４２…電極 ５０…吸収スペクトル ６４、６６、７２…ミラー ６８、９０、１０６、１１４…ノンリニアー物質 ７０…ＯＰＯビーム ８８、１０４…キャビティースイッチング部材 １１０…層
ザー光線） １２…ビームスプリッター １６…検出器 Ｓ…信号 ２０…マイクロレーザーキャビティー ２２、３２、５６、８６、９８、１１２…活性レーザー
物質（媒体） ２４、５２、８２、１００、１１６…入力ミラー ２６、４６、５４、８４、１０２、１１８…出力ミラー ２８、１２０…可飽和吸収体 ３０…マイクロレーザーキャビティー ３４…第１の入力ミラー ３６、７４、９２…中間ミラー ３８…活性部材（ＥＯ物質） ４０、４２…電極 ５０…吸収スペクトル ６４、６６、７２…ミラー ６８、９０、１０６、１１４…ノンリニアー物質 ７０…ＯＰＯビーム ８８、１０４…キャビティースイッチング部材 １１０…層
フロントページの続き (72)発明者 ベルナール・フェラン フランス・38340・ヴォルプ・リュ・ド ュ・プラッサロー・115
Claims (30)
- 【請求項１】 テスト領域の方向へ向けて、スイッチさ
れた第１のマイクロレーザーを用い、検出すべきガスの
少なくとも吸収波長のうち１つの波長（λ1）で第１の
ラディエーションを放出させる段階と、 前記ガスの分子または原子と第１のラディエーションと
の間の相互作用に応じて前記ガスによりスキャターされ
たラディエーションの量を表示するための第１の信号を
生成する段階とを具備してなる遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項２】 請求項１の遠隔ガス検出プロセスであっ
て、 検出すべきガスによっては吸収されない波長（λ2）
で、第２のラディエーションのパルスをテスト領域の方
向へ向けて放出させる段階と、 前記ガスの分子または原子と第２のラディエーションと
の間の相互作用に応じて前記ガスによりスキャターされ
たラディエーションの量を表示するための第２の信号を
生成する段階とを具備してなる遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項３】 請求項２に記載された遠隔ガス検出プロ
セスであって、 前記ラディエーションは、スイッチされた第２のマイク
ロレーザーにより生成されることを特徴とする遠隔ガス
の検出プロセス。 - 【請求項４】 請求項２に記載されたプロセスであっ
て、 前記第１および第２のラディエーションは、同一のマイ
クロレーザーによって、２つの波長で放出されることを
特徴とする遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項５】 請求項４に記載されたプロセスであっ
て、 第１および第２のラディエーションは、同じマイクロレ
ーザーの２つの縦モードのラディエーションであり、そ
の周波数は、マイクロレーザーのキャビティーのフリー
スペクトルレンジのｎ倍の間隔を有する（ｎは１以上）
ことを特徴とする遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項６】 請求項２に記載されたプロセスであっ
て、 第１および第２のラディエーションは、同一のマイクロ
レーザーにより放出され、そのスペクトル発光特性は、
時変調されていることを特徴とする遠隔ガス検出プロセ
ス。 - 【請求項７】 請求項６に記載されたプロセスであっ
て、 第１および／または第２の信号は、順次、復調されるこ
とを特徴とする遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項８】 請求項１から７までのいずれかに記載さ
れたプロセスであって、 第１の信号に基づいて、または第２の信号に基づいて、
ガスの量または濃度を計算する段階を具備していること
を特徴とする遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項９】 請求項１から７までのいずれかに記載さ
れた遠隔ガス検出プロセスであって、 テスト領域は装置の近傍であることを特徴とする遠隔ガ
ス検出プロセス。 - 【請求項１０】 請求項１から７までのいずれかに記載
された遠隔ガス検出プロセスであって、 スイッチされた第１のマイクロレーザーとテスト領域と
の距離が５ｍから２００ｍの間であることを特徴とする
遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項１１】 請求項１から７までのいずれかに記載
されたプロセスであって、 検出すべきガスは、 植物エアロゾルまたは酸素（Ｏ2）またはメタン（Ｃ
Ｈ4）またはブタン（Ｃ4Ｈ10）またはプロパン（Ｃ
3Ｈ8）またはフッ化水素酸（ＨＦ）または水蒸気（Ｈ2
Ｏ）または一酸化炭素（ＣＯ）または二酸化炭素（ＣＯ
2）またはアンモニア（ＮＨ3）またはベンゼン（Ｃ
6Ｈ6）または二酸化窒素（ＮＯ2）またはオゾン（Ｏ3）
であることを特徴とする遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項１２】 請求項１から７までのいずれかに記載
されたプロセスであって、 第１のマイクロレーザーは、アクティブにスイッチング
されてなることを特徴とする遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項１３】 請求項１から７までのいずれかに記載
されたプロセスであって、 第１のマイクロレーザーは、可飽和吸収体によりパッシ
ブにスイッチングされてなることを特徴とする遠隔ガス
検出プロセス。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載されたプロセスであ
って、 マイクロレーザーは、エルビウムイオンをドープしたシ
リカまたはガラスから構成された活性レーザー媒体を具
備し、 可飽和吸収体は、ウラン（Ｕ）イオンまたはエルビウム
イオン（Ｅｒ）をドープしたシリカまたはガラスにより
構成されていることを特徴とする遠隔ガス検出プロセ
ス。 - 【請求項１５】 請求項１３に記載されたプロセスであ
って、 マイクロレーザーは、ネオジミウム（Ｎｄ）またはクロ
ム（Ｃｒ）またはツリウム（Ｔｍ）をドープしたＹＡＧ
から構成される活性レーザー媒体を具備してなり、 可飽和吸収体は、バナジウムまたはホルミウム（Ｈｏ）
をドープしたＹＡＧから構成されていることを特徴とす
る遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項１６】 請求項１から７までのいすれかに記載
されたプロセスであって、 マイクロレーザーは、マイクロレーザーのキャビティー
の内部または外部に配置されたノンリニアー結晶を具備
してなることを特徴とする遠隔ガス検出プロセス。 - 【請求項１７】 遠隔ガス検出装置であって、 第１の波長（λ1）において第１のラディエーションを
放出するためのスイッチされた第１のマイクロレーザー
と、 ガスの分子または原子および第１のラディエーションの
間の相互作用に対応して、前記ガスによってスキャター
されたラディエーションを表示する信号（Ｓ1）を生成
する手段とを備えた遠隔ガス検出装置。 - 【請求項１８】 請求項１７に記載された装置であっ
て、 第２の波長（λ2）において第２のラディエーションの
パルスを放出するための手段と、 ガスの分子または原子と第２のラディエーションとの間
の相互作用に対応して前記ガスによってスキャターされ
るラディエーションを表示する第２の信号（Ｓ2）を生
成する手段とを具備してなることを特徴とする遠隔ガス
検出装置。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載された装置であっ
て、 第２のラディエーションのパルスを放出する手段は、ス
イッチされた第２のマイクロレーザーを含んでいること
を特徴とする装置。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載された装置であっ
て、 第２のラディエーションによるパルスを放出するための
手段は、第１のマイクロレーザーによって構成されてい
ることを特徴とする遠隔ガス検出装置。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載された装置であっ
て、 第１のラディエーションおよび第２のラディエーション
は、マイクロレーザーの２つの縦モードからなり、 その周波数は、マイクロレーザーのキャビティーのフリ
ースペクトルレンジのｎ倍（ｎは１以上）の間隔を開け
られていることを特徴とする遠隔ガス検出装置。 - 【請求項２２】 請求項２０に記載された装置であっ
て、 マイクロレーザーは、その発光スペクトル特性を時変調
させるための手段を備えていることを特徴とする遠隔ガ
ス検出装置。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載された装置であっ
て、 第１の信号および／または第２の信号を復調させるため
の手段を具備していることを特徴とする遠隔ガス検出装
置。 - 【請求項２４】 請求項１７から２３までのいずれかに
記載された装置であって、 第１の信号および／または第２の信号により、ガスの量
或いは濃度を計算する手段を備えていることを特徴とす
る遠隔ガス検出装置。 - 【請求項２５】 請求項１７から２３までのいずれかに
記載された装置であって、 第１のマイクロレーザーを、アクティブスイッチングす
るための手段を具備していることを特徴とする遠隔ガス
検出装置。 - 【請求項２６】 請求項１７から２３までのいずれかに
記載された装置であって、 マイクロレーザーをパッシブにスイッチングする可飽和
吸収体が具備されていることを特徴とする遠隔ガス検出
装置。 - 【請求項２７】 請求項２６に記載された装置であっ
て、 マイクロレーザーは、エルビウムイオンをドープしたシ
リカまたはガラスにより構成された活性レーザー媒体を
具備し、 可飽和吸収体は、ウラン（Ｕ）イオンまたはエルビウム
（Ｅｒ）イオンをドープしたシリカまたはガラスにより
構成されていることを特徴とする遠隔ガス検出装置。 - 【請求項２８】 請求項２６に記載された装置であっ
て、 マイクロレーザーは、ネオジミウム（Ｎｄ）またはクロ
ム（Ｃｒ）をドーピングしたＹＡＧにより構成されてい
る活性レーザー媒体を具備し、 可飽和吸収体は、バナジウムをドーピングしたＹＡＧか
ら構成されていることを特徴とする遠隔ガス検出装置。 - 【請求項２９】 請求項１７から２３までのいずれかに
記載された装置であって、 マイクロレーザーには、さらに、マイクロレーザーのキ
ャビティーの内側または外側に設けられたノンリニアー
結晶が組み込まれていることを特徴とする遠隔ガス検出
装置。 - 【請求項３０】 請求項１７から２３までのいずれかに
記載された装置であって、 異なる波長の発光に対応可能な発光特性を有するスイッ
チされたマイクロレーザーを複数個備えてなることを特
徴とする遠隔ガス検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9604242 | 1996-04-04 | ||
| FR9604242A FR2747192B1 (fr) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Dispositif de detection de gaz a distance comportant un microlaser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030983A true JPH1030983A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=9490909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9086576A Pending JPH1030983A (ja) | 1996-04-04 | 1997-04-04 | マイクロレーザーを具備する遠隔ガス検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5892586A (ja) |
| EP (1) | EP0800075A1 (ja) |
| JP (1) | JPH1030983A (ja) |
| FR (1) | FR2747192B1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001063250A1 (fr) * | 2000-02-24 | 2001-08-30 | Tokyo Electron Limited | Procede et appareil de detection de fuite, et appareil de fabrication de semi-conducteurs |
| JP2008009457A (ja) * | 2003-08-01 | 2008-01-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レーザ光源 |
| JP2008191152A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Palo Alto Research Center Inc | 移動する検体の光検出方法及びシステム |
| JP2008191148A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Palo Alto Research Center Inc | 光学キャビティ出力光から情報を獲得する方法 |
| JP2009520350A (ja) * | 2005-12-15 | 2009-05-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 集束させるミクロ構造のアレイを備えた分析デバイス |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2785050B1 (fr) | 1998-10-23 | 2001-01-19 | Aerospatiale | Systeme de detection et de mesure d'un ou de plusieurs gaz d'un melange gazeux |
| US6873638B2 (en) * | 2001-06-29 | 2005-03-29 | 3M Innovative Properties Company | Laser diode chip with waveguide |
| US6680778B2 (en) * | 2001-11-08 | 2004-01-20 | Michele Hinnrichs | Gas leak detector |
| EP1550188B1 (en) * | 2002-10-11 | 2009-04-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Sensor |
| CN1761868B (zh) * | 2003-03-14 | 2010-10-13 | 贝克休斯公司 | 利用近红外光谱术井下量化甲烷的方法 |
| US7173239B2 (en) * | 2003-03-14 | 2007-02-06 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for downhole quantification of methane using near infrared spectroscopy |
| DE10319560A1 (de) * | 2003-04-24 | 2004-11-25 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Mobile Ferndetektionsvorrichtung und Ferndetektionsverfahren für Methangasansammlungen |
| EP1508795A1 (de) * | 2003-08-20 | 2005-02-23 | Abb Research Ltd. | Absorptionsspektrometer mit niedriger Nachweisgrenze |
| US20060281982A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-14 | Diasense, Inc. | Method and apparatus for the non-invasive sensing of glucose in a human subject |
| US8140139B2 (en) * | 2005-06-14 | 2012-03-20 | Dominion Assets, Llc | Method and apparatus for the non-invasive sensing of glucose in a human subject |
| US8945936B2 (en) | 2011-04-06 | 2015-02-03 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Measuring chemical properties of a sample fluid in dialysis systems |
| CA2857304C (en) * | 2011-11-29 | 2018-10-09 | Cidra Corporate Services Inc. | Laser based system for bitumen content determination, e.g., using discrete wavelength spectroscopic analysis |
| CN109115693B (zh) * | 2018-08-22 | 2021-05-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于反射镜的开放光程大气状态遥测方法及系统 |
| US20220026354A1 (en) * | 2018-12-18 | 2022-01-27 | King Abdullah University Of Science And Technology | Laser-based system for substance detection |
| US11482828B2 (en) * | 2019-06-28 | 2022-10-25 | Thomas James Kane | Passively Q-switched laser and laser system for ranging applications |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4708483A (en) * | 1985-06-28 | 1987-11-24 | Rexnord Inc. | Optical measuring apparatus and method |
| US4953166A (en) * | 1988-02-02 | 1990-08-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Microchip laser |
| JPH0315742A (ja) * | 1989-03-23 | 1991-01-24 | Anritsu Corp | ガス検出装置 |
| DE4117072A1 (de) * | 1991-05-22 | 1992-11-26 | Zentralinstitut Fuer Optik Und | Anordnung fuer die differentielle absorption |
| US5331409A (en) * | 1992-06-12 | 1994-07-19 | George Thurtell | Tunable diode laser gas analyzer |
| JPH06209135A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-07-26 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 固体レーザ装置 |
| US5381431A (en) * | 1993-08-13 | 1995-01-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Picosecond Q-switched microlasers |
| FR2712742B1 (fr) * | 1993-11-15 | 1995-12-15 | Commissariat Energie Atomique | Microlaser solide, monolithique, autoaligné, à déclenchement passif par absorbant saturable et son procédé de fabrication. |
| FR2712743B1 (fr) * | 1993-11-15 | 1995-12-15 | Commissariat Energie Atomique | Cavité laser à déclenchement passif par absorbant saturable et laser incorporant cette cavité. |
| US5511085A (en) * | 1994-09-02 | 1996-04-23 | Light Solutions Corporation | Passively stabilized intracavity doubling laser |
| US5488619A (en) * | 1994-10-06 | 1996-01-30 | Trw Inc. | Ultracompact Q-switched microlasers and related method |
| US5459574A (en) * | 1994-10-14 | 1995-10-17 | Spectral Sciences Inc. | Off-line-locked laser diode species monitor system |
| FR2729796A1 (fr) * | 1995-01-24 | 1996-07-26 | Commissariat Energie Atomique | Microlaser solide monolithique a declenchement actif par tension de commande faible |
| FR2734093B1 (fr) * | 1995-05-12 | 1997-06-06 | Commissariat Energie Atomique | Oscillateur parametrique optique monolithique pompe par un microlaser |
-
1996
- 1996-04-04 FR FR9604242A patent/FR2747192B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-25 US US08/823,586 patent/US5892586A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-04-02 EP EP97400759A patent/EP0800075A1/fr not_active Withdrawn
- 1997-04-04 JP JP9086576A patent/JPH1030983A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001063250A1 (fr) * | 2000-02-24 | 2001-08-30 | Tokyo Electron Limited | Procede et appareil de detection de fuite, et appareil de fabrication de semi-conducteurs |
| US6900439B2 (en) | 2000-02-24 | 2005-05-31 | Tokyo Electron Limited | Gas leakage detection system, gas leakage detection method and semiconductor manufacturing apparatus |
| JP4804692B2 (ja) * | 2000-02-24 | 2011-11-02 | 東京エレクトロン株式会社 | ガス漏洩検知システム、ガス漏洩検知方法及び半導体製造装置 |
| JP2008009457A (ja) * | 2003-08-01 | 2008-01-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レーザ光源 |
| JP4568313B2 (ja) * | 2003-08-01 | 2010-10-27 | 日本電信電話株式会社 | レーザ光源 |
| JP2009520350A (ja) * | 2005-12-15 | 2009-05-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 集束させるミクロ構造のアレイを備えた分析デバイス |
| JP2008191152A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Palo Alto Research Center Inc | 移動する検体の光検出方法及びシステム |
| JP2008191148A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Palo Alto Research Center Inc | 光学キャビティ出力光から情報を獲得する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| EP0800075A1 (fr) | 1997-10-08 |
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| FR2747192B1 (fr) | 1998-04-30 |
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