JPH11261176A - Free-electron laser oscillator - Google Patents

Free-electron laser oscillator

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Publication number
JPH11261176A
JPH11261176A JP7325098A JP7325098A JPH11261176A JP H11261176 A JPH11261176 A JP H11261176A JP 7325098 A JP7325098 A JP 7325098A JP 7325098 A JP7325098 A JP 7325098A JP H11261176 A JPH11261176 A JP H11261176A
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JP
Japan
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resonator
oscillator
mirror
low
mirrors
Prior art date
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Pending
Application number
JP7325098A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Nomaru
圭司 能丸
Minoru Yokoyama
横山  稔
Masayuki Kawai
正之 河合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP7325098A priority Critical patent/JPH11261176A/en
Publication of JPH11261176A publication Critical patent/JPH11261176A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillator supporting structure of a free-electron laser, that is capable of minimizing a relative positional shift of oscillator mirror to stabilize laser output, readily adjusting the relative positions between an oscillator and an amplifying medium, and omitting alignment after a shift. SOLUTION: A mirror supporter is provided with a low-expansion member 9 stretched along the length of an oscillator, including a pair of oscillator mirrors 1 and 1', which fare opposite each other so as to sandwich an inserting light source 5. The oscillator mirrors 1 and 1' are fixed respectively on both ends of the low-expansion member 9. The low-expansion member 9 is fixed such that the central part can be adjusted to the inserting light source 5, which is fixed between the oscillator mirrors. Furthermore, the ends of the low- expansion member 9 are preferably supported by oscillator mirror pedestals 4 and 4' via supporting structures 10 and 10' which can expand and contract, and via shifting structures 14 and 14' which pull out the mirror supporter at an axial position of the oscillator.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自由電子レーザの
発振器に関し、特に共振器ミラーの支持構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a free electron laser oscillator, and more particularly, to a support structure for a resonator mirror.

【0002】[0002]

【従来の技術】自由電子レーザ装置は、電子ビーム軌道
中にアンジュレータなどの挿入光源が挿入されていて、
その挿入光源を挟んで1対の共振器ミラーが設置されて
いる。電子ビームバンチが挿入光源中で蛇行して発生す
る光パルスが共振器ミラーの間を多数回往復する間に、
新たに供給される電子ビームバンチと相互作用して光強
度を増幅しレーザ発振する。
2. Description of the Related Art In a free electron laser device, an insertion light source such as an undulator is inserted in an electron beam orbit.
A pair of resonator mirrors are provided with the insertion light source interposed therebetween. While the light pulse generated by the electron beam bunch meandering in the insertion light source reciprocates many times between the resonator mirrors,
Interacting with the newly supplied electron beam bunch amplifies the light intensity and causes laser oscillation.

【0003】共振器ミラーの間に設置される挿入電源に
電子ビームを導いて光の軌跡と電子ビームの軌道を一致
させるため挿入電源の両脇に偏向電磁石が設置される。
さらに、自由電子レーザを発振させるためには、共振器
ミラーの間を直線的に往復する光パルスに対して挿入電
源中を通過する電子ビームバンチが重なるように調整し
て相互作用を起こさせなければならない。
[0003] Bending electromagnets are provided on both sides of the insertion power supply in order to guide the electron beam to an insertion power supply installed between the resonator mirrors to make the trajectory of light coincide with the trajectory of the electron beam.
Furthermore, in order to oscillate the free electron laser, it is necessary to adjust the electron beam bunches passing through the insertion power supply to overlap with the light pulses that linearly reciprocate between the resonator mirrors to cause an interaction. Must.

【0004】このように、自由電子レーザを得るために
は共振器ミラーの設置精度ばかりでなく光パルスと挿入
光源を通る電子ビームバンチとの相互関係についても厳
しい制約がある。このため、自由電子レーザ発振器の部
分における機器配置には極めて高い精度が要求される。
As described above, in order to obtain a free electron laser, there are severe restrictions not only on the installation accuracy of the resonator mirror, but also on the correlation between the light pulse and the electron beam bunch passing through the insertion light source. For this reason, extremely high precision is required for the arrangement of devices in the portion of the free electron laser oscillator.

【0005】図5は従来の自由電子レーザ装置の共振器
部分についての配置例を示す立面図、図6はその平面図
である。従来の自由電子レーザ装置では図5に示すよう
に、共振器を構成する1対の共振器ミラーおよびミラー
を収納する真空チャンバーはレーザ装置が設置された床
面に据えられたそれぞれの架台の上に搭載されて固定さ
れている。
FIG. 5 is an elevational view showing an arrangement example of a resonator portion of a conventional free electron laser device, and FIG. 6 is a plan view thereof. In a conventional free electron laser device, as shown in FIG. 5, a pair of resonator mirrors constituting a resonator and a vacuum chamber for storing the mirrors are mounted on respective pedestals mounted on the floor on which the laser device is installed. Mounted on and fixed.

【0006】1対の共振器ミラーの間にはウィグラーや
アンジュレータ等の挿入光源(以下アンジュレータで代
表する)が設置されており、リニアックや蓄積リングか
ら供給される電子ビームバンチが偏向マグネットにより
偏向されてアンジュレータを通過して蛇行して光を放射
する。電子ビームバンチがアンジュレータ中を通過する
ことによって発生された光パルスは、共振器ミラーの間
を多数回往復する間アンジュレータに供給されてくる電
子ビームバンチと丁度出合うように調整されていて、両
者が相互作用を重ねながら光強度を増幅しレーザ発振に
いたる。
An insertion light source such as a wiggler or an undulator (hereinafter referred to as an undulator) is provided between the pair of resonator mirrors, and an electron beam bunch supplied from a linac or a storage ring is deflected by a deflection magnet. And emits light in a meandering manner through an undulator. The light pulse generated by the passage of the electron beam bunch through the undulator is adjusted so that it just meets the electron beam bunch supplied to the undulator during a large number of round trips between the resonator mirrors. Amplifying the light intensity with repeated interaction leads to laser oscillation.

【0007】従来の自由電子レーザ装置では、図に示し
たように、1対の共振器ミラーがそれぞれ独立した架台
で支持されている。このため、レーザ装置を設置する床
面や共振器固定架台の状態が環境の変化により変化する
と、そのまま共振器ミラー間の距離偏差として現れる。
ごく僅かな偏差でも光パルスがミラーの間を多数回往復
する間に大きくずれるので、電子ビームバンチとタイミ
ングのずれが生じて相互作用が生じなくなり安定な運転
ができない。特に、これらを構成する材料が温度変化を
受けて生ずる熱膨張や熱収縮の影響が無視できない。
[0007] In the conventional free electron laser device, as shown in the figure, a pair of resonator mirrors are supported by independent mounts. For this reason, if the state of the floor surface on which the laser device is installed or the state of the resonator fixed base changes due to changes in the environment, it appears as a distance deviation between the resonator mirrors.
Even a very small deviation causes a large deviation of the optical pulse during a large number of round trips between the mirrors, so that there is a deviation in timing from the electron beam bunch and no interaction occurs, and stable operation cannot be performed. In particular, the effects of thermal expansion and contraction caused by the temperature change of the materials constituting these components cannot be ignored.

【0008】また、熱膨張等の影響は共振器ミラーの間
の距離ばかりでなく、アンジュレータと共振器の相互位
置関係にも及び、光パルスと電子ビームバンチの相互作
用を阻害する原因となる。通常のレーザ装置でも共振器
ミラー間の距離精度が要求されるが共振器ミラーとレー
ザ媒体との相対位置の精度はそれほど要求されないのに
対して、自由電子レーザでは電子ビームと光パルスの相
互作用を利用するところから、上記のように極めて厳密
な相対位置精度が要求されることになるのである。
In addition, the influence of thermal expansion and the like affects not only the distance between the resonator mirrors but also the mutual positional relationship between the undulator and the resonator, which hinders the interaction between the light pulse and the electron beam bunch. In a normal laser device, the accuracy of the distance between the cavity mirrors is required, but the accuracy of the relative position between the cavity mirror and the laser medium is not so required. Therefore, extremely strict relative position accuracy is required as described above.

【0009】また、従来のレーザ装置においては共振器
ミラーを一旦設置した後では、予め共振器ミラーチャン
バー内における可動範囲以上には共振器ミラーの位置を
移動させることはできない。なお、共振器ミラーを移動
した場合は、たとえ共振器ミラーを並進移動させようと
する場合にも、再度アライメントを取る必要がある。さ
らに、従来のレーザ装置では共振器を一旦取り外すと、
再度取り付ける場合に取り付け作業及び位置調整作業が
容易でなかった。
Further, in the conventional laser device, once the resonator mirror is installed, the position of the resonator mirror cannot be moved in advance beyond the movable range in the resonator mirror chamber. Note that when the resonator mirror is moved, it is necessary to re-align the resonator mirror even when trying to translate the resonator mirror. Furthermore, in the conventional laser device, once the resonator is removed,
When re-attaching, the mounting work and the position adjusting work were not easy.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、レーザ出力を安定化させるため共
振器ミラーの相対位置変化を極小に抑えることができる
自由電子レーザ共振器の支持構造を提供することであ
り、また共振器と増幅媒質との相対位置を容易に調整す
ることができ且つ移動後にもアライメントを省略できる
共振器支持構造を提供することである。さらに別の課題
は、レーザ装置から共振器部分を取付け取り外しするこ
とが容易な共振器支持構造を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a support structure for a free electron laser resonator capable of minimizing the relative position change of the resonator mirror in order to stabilize the laser output. Another object of the present invention is to provide a resonator support structure that can easily adjust the relative position between the resonator and the amplifying medium and can omit the alignment after the movement. Yet another object is to provide a resonator support structure that allows easy attachment and detachment of a resonator portion from a laser device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、挿入光源を挟んで対峙する1対の共振器ミラーを含
む共振器により自由電子レーザを発振する本発明の自由
電子レーザ発振器は、共振器の長さ方向に延伸する1体
の低膨張率材を有し、その両端部にそれぞれ前記共振器
ミラーを固定し、ほぼ中央部をミラーの間に固設される
挿入光源構造体に対し位置調整可能に固定できるミラー
支持体を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a free electron laser oscillator according to the present invention, which oscillates a free electron laser by a resonator including a pair of resonator mirrors facing each other with an insertion light source interposed therebetween, has a resonance. A low-expansion material extending in the longitudinal direction of the vessel, the resonator mirrors being fixed to both ends thereof, and a substantially central portion being fixed to the insertion light source structure fixed between the mirrors. A mirror support that can be fixed so that the position can be adjusted is provided.

【0012】また、低膨張率材の端部が伸縮可能な支持
構造を介して架台に支持されようにすることができる。
さらにミラー支持体を共振器の軸位置から外して引き出
す移動構造を備えて、共振器ミラーを一体として退避あ
るいは交換できるようにすることが好ましい。なお、低
膨張率材に冷却配管を添設して冷媒による温度管理がで
きるようにしてもよい。
Further, the end of the low expansion coefficient material can be supported by the gantry via an extendable support structure.
Further, it is preferable to provide a moving structure for pulling the mirror support out of the axial position of the resonator so that the resonator mirror can be retracted or replaced as a unit. Note that a cooling pipe may be added to the low expansion coefficient material so that the temperature can be controlled by the refrigerant.

【0013】本発明によれば、1対の共振器ミラーは共
に一体の低膨張率材に固定されているため、環境温度の
変化や運転に際する発熱による温度変化があっても、共
振器ミラー間の距離が殆ど変化しない。このようにして
自由電子レーザの共振条件が保持されるので長時間安定
なレーザ発振を実現することができる。低膨張率材とし
ては、インバー合金、特にスーパーインバーと呼ばれる
極低膨張率材料が利用できる。また、御影石なども使用
することができる。
According to the present invention, since the pair of resonator mirrors are both fixed to an integral low expansion coefficient material, even if there is a change in environmental temperature or a temperature change due to heat generated during operation, the resonator mirror is not affected. The distance between the mirrors hardly changes. Since the resonance condition of the free electron laser is maintained in this way, stable laser oscillation for a long time can be realized. As the low expansion coefficient material, an invar alloy, in particular, an extremely low expansion coefficient material called super invar can be used. Granite can also be used.

【0014】また、挿入光源との関係位置を調整した上
で低膨張率材の中央部で挿入光源に固定するようにした
から、厳密な調整を経て一旦電子ビームバンチと光パル
スの位相整合が取れた後では、環境変化によって整合が
崩れることが少なく、安定な運転が可能となる。共振器
ミラー相互間の位置調整は低膨張率材上の据付位置調整
で行うことができる。さらに、アンジュレータなどの挿
入光源に対して共振器ミラーの位置を調整するために
は、例えば挿入光源を搭載した架台の床に共振器軸の方
向に長い長穴を設けて、これに低膨張率材の中央部に立
てたボルトを嵌合させて、共振器の軸方向位置を調整し
た後に固着するようにすればよい。
Further, since the position relative to the insertion light source is adjusted and then fixed to the insertion light source at the center of the low expansion coefficient material, the phase matching between the electron beam bunch and the light pulse is once performed through strict adjustment. After it is obtained, the matching is less likely to be lost due to an environmental change, and stable operation is possible. Position adjustment between the resonator mirrors can be performed by adjusting the installation position on the low expansion coefficient material. Furthermore, in order to adjust the position of the resonator mirror with respect to an insertion light source such as an undulator, for example, a long slot is provided in the direction of the resonator axis on the floor of a base on which the insertion light source is mounted, and a low expansion coefficient It is only necessary to fit a bolt set up at the center of the material, adjust the axial position of the resonator, and then fix it.

【0015】本発明の自由電子レーザ発振器では、共振
器ミラーの支持体と床面や支持架台の熱膨張率の違いが
原因となって温度変化により生ずる床面や架台の位置変
化量と低膨張率材の長さ変化が異なるため、ミラー支持
体が架台により引張り応力を受けて共振器ミラー間距離
の安定性が阻害されたり、構造的な弱点を有することに
なったりする。しかし、低膨張率材の端部が伸縮可能と
なる支持構造を備えた自由電子レーザ発振器であれば、
架台とミラー支持体の間が自由に摺動するため低膨張率
材に余分な応力を与えることが無く、共振器ミラー間距
離は低膨張率材の温度特性のみに依存して極めて微少な
変動しか生じなくなる。レールと車輪の組み合わせやリ
ニアガイドをミラー支持体と架台の間に介装することに
より低膨張率材の伸縮を自在にさせる支持装置とするこ
とができる。
In the free electron laser oscillator according to the present invention, the amount of change in the position of the floor or the gantry caused by a temperature change due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the support of the resonator mirror and the floor or the gantry and low expansion. Since the change in the length of the index material is different, the mirror support is subjected to a tensile stress by the gantry, thereby hindering the stability of the distance between the resonator mirrors or having a structural weakness. However, if it is a free electron laser oscillator having a support structure in which the end of the low expansion coefficient material can expand and contract,
Because the base and the mirror support slide freely, no extra stress is applied to the low expansion coefficient material, and the distance between the resonator mirrors varies extremely only depending on the temperature characteristics of the low expansion coefficient material. Only occurs. By providing a combination of rails and wheels or a linear guide between the mirror support and the gantry, it is possible to provide a support device that allows the low expansion coefficient material to expand and contract freely.

【0016】さらにミラー支持体を共振器の軸位置から
外して引き出す移動構造を備えることにより、共振器ミ
ラーを一体として退避あるいは交換できるようにすれ
ば、自由電子レーザ装置から外してそのまま保管したり
調整したりして、必要なときに再び元の場所に戻すこと
ができる。ミラー支持体を移動しても1対の共振器ミラ
ーの相対位置に影響を与えないため、元の位置に戻す時
に2個の共振器ミラー間の距離を再度精密調整する必要
がない。
Further, by providing a moving structure for pulling out the mirror support from the axial position of the resonator so that the resonator mirror can be retracted or replaced as a unit, the mirror can be removed from the free electron laser device and stored as it is. You can make adjustments and return to the original location again when needed. Moving the mirror support does not affect the relative position of the pair of resonator mirrors, so there is no need to precisely adjust the distance between the two resonator mirrors when returning to the original position.

【0017】なお、低膨張率材に冷却配管を添設して冷
媒による温度管理ができるようにしたものは、比較的膨
張率が高い低膨張率材を用いても温度変化自体と抑制す
ることにより必要とする寸法安定性を確保することがで
き、装置の製作コストが低廉化する。
In the case where the temperature control by the refrigerant can be performed by adding a cooling pipe to the low expansion coefficient material, even if a low expansion coefficient material having a relatively high expansion coefficient is used, the temperature change itself is suppressed. As a result, required dimensional stability can be ensured, and the manufacturing cost of the device can be reduced.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例に基
づき図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の自
由電子レーザ発振器の1実施例を表す立面図、図2はそ
の平面図である。図3と図4は電子ビームバンチと光パ
ルスの相互作用を説明する概念図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 is an elevation view showing an embodiment of a free electron laser oscillator according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. 3 and 4 are conceptual diagrams illustrating the interaction between the electron beam bunch and the light pulse.

【0019】本実施例の自由電子レーザ発振器は、共振
器を構成する1対の共振器ミラー1、1’およびミラー
を収納する真空チャンバー2、2’はレーザ装置が設置
された床面3に据えられたそれぞれの共振器ミラー架台
4、4’の上に搭載されて固定されている。2個の共振
器ミラー1、1’の間にはアンジュレータ等の挿入光源
5が設置されており、挿入光源5の前後には偏向マグネ
ット6、6’が介装されている。挿入光源5と偏向マグ
ネット6、6’は床面3に固設された挿入光源架台4”
上の定盤に配設され、電子ビームの供給源に対して位置
関係が変化しないように固定されている。
In the free electron laser oscillator of this embodiment, a pair of resonator mirrors 1 and 1 'forming a resonator and vacuum chambers 2 and 2' for storing mirrors are provided on a floor 3 on which a laser device is installed. It is mounted and fixed on each of the mounted resonator mirror mounts 4, 4 '. An insertion light source 5 such as an undulator is provided between the two resonator mirrors 1 and 1 ′, and deflection magnets 6 and 6 ′ are interposed before and after the insertion light source 5. The insertion light source 5 and the deflection magnets 6 and 6 ′ are connected to an insertion light source base 4 ″ fixed to the floor 3.
It is disposed on the upper platen and is fixed so that its positional relationship with respect to the electron beam supply source does not change.

【0020】図示しないリニアック等から供給され偏向
マグネット6により偏向された電子ビームバンチ7は、
アンジュレータ5を通過する間に蛇行して光パルス8を
放射する。共振器ミラー1、1’は放射された光パルス
8を反射して共振器の中を多数回往復させる。図3に示
すように、共振器の中の光パルス8はアンジュレータ5
に供給されてくる電子ビームバンチ7のタイミングと調
整されていて、共振器ミラーの間を往復する間に光パル
ス8と電子ビームバンチ7が丁度出合って相互作用しな
がら光強度を増幅しレーザ発振にいたる。
The electron beam bunch 7 supplied from a linac (not shown) or the like and deflected by the deflection magnet 6
Light pulses 8 are emitted while meandering while passing through the undulator 5. The resonator mirrors 1, 1 'reflect the emitted light pulse 8 and reciprocate the resonator many times. As shown in FIG. 3, the light pulse 8 in the resonator
Is adjusted with the timing of the electron beam bunches 7 supplied thereto, and during the reciprocation between the resonator mirrors, the light pulse 8 and the electron beam bunches 7 just meet and interact with each other to amplify the light intensity and cause laser oscillation. Up to

【0021】共振器ミラー1、1’の間の距離が適当で
ないと光が両者の間を往復している内に光パルス8の位
置がずれを生じて、光エネルギーの集積ができない。ま
た共振器長の安定性も重要で、たとえば、バンチ長が5
psの電子ビームが共振器内に入ってくる場合、発振ま
でに光が共振器内を200回往復するものとすれば、共
振器長の変化を400nm以内に抑える必要がある。ア
ンジュレータ5を通過した後の電子ビームバンチはアン
ジュレータ5下流の偏向マグネット6’で偏向させて光
パルスの軌道から取り出す。
If the distance between the resonator mirrors 1 and 1 'is not appropriate, the position of the light pulse 8 is shifted while the light is reciprocating between the two, and the light energy cannot be accumulated. The stability of the resonator length is also important.
When an electron beam of ps enters the resonator, if the light reciprocates 200 times in the resonator before oscillation, it is necessary to suppress the change in the resonator length to within 400 nm. The electron beam bunch after passing through the undulator 5 is deflected by a deflecting magnet 6 ′ downstream of the undulator 5 and extracted from the trajectory of the light pulse.

【0022】共振器ミラー架台4、4’の間には1本の
低膨張率材9が渡されていて、共振器ミラー1、1’と
真空チャンバー2、2’は低膨張率材9の両側の端部に
近い位置にそれぞれ固定されている。低膨張率材9と共
振器ミラー架台4、4’の間にはリニアガイドや低摩擦
性の支持材10、10’が介装されていて、温度変化に
より共振器ミラー架台4、4’間の距離が変っても低膨
張率材9に影響が及ばないようになっている。このた
め、共振器ミラー1、1’の間の距離は変わらない。
One low expansion coefficient material 9 is passed between the resonator mirror mounts 4 and 4 ′, and the resonator mirrors 1 and 1 ′ and the vacuum chambers 2 and 2 ′ are formed of the low expansion coefficient material 9. Each is fixed at a position near the ends on both sides. A linear guide or a low-friction support member 10, 10 'is interposed between the low expansion coefficient material 9 and the resonator mirror bases 4, 4'. Does not affect the low-expansion material 9 even if the distance changes. Therefore, the distance between the resonator mirrors 1 and 1 'does not change.

【0023】インバー合金の線膨張率は10-7(K-1
の水準であるから、長さ3mの共振器を支持するものと
すれば、1Kの温度変化に対して300nm程度の共振
器長変化に抑えることができる。従って、低膨張率材9
に冷却用の配管を添設して、温度管理した冷却水を流通
させることにより、低膨張率材9の温度変化を抑制すれ
ば、共振器長が安定して電子ビームバンチと光パルスの
相互作用を確保することができる。なお、スーパーイン
バーや御影石など線膨張率がより小さい材料を使用する
ことにより、より安価に共振器支持機構を構築すること
ができる。
The linear expansion coefficient of the Invar alloy is 10 -7 (K -1 )
Therefore, if a resonator having a length of 3 m is supported, a change in the resonator length of about 300 nm can be suppressed for a temperature change of 1K. Therefore, the low expansion coefficient material 9
A cooling pipe is added to the cooling medium, and temperature-controlled cooling water is circulated to suppress the temperature change of the low expansion coefficient material 9. The action can be ensured. By using a material having a smaller linear expansion coefficient, such as Super Invar or granite, a resonator support mechanism can be constructed at lower cost.

【0024】低膨張率材9のほぼ中央位置にボルト穴が
設けられており、また挿入光源架台4”の定盤面の対応
する位置にもボルト穴13が設けられている。挿入光源
架台4”に設けたボルト穴13は共振器の軸方向に長い
長穴になっていて、共振器ミラー1、1’と挿入光源5
の位置調整をしてからこれらボルト穴にボルト12を通
して固定することができる。固定点は中央位置の1カ所
に限らず、複数設けてもよい。このような機構を用いる
と、ボルトを緩めることで共振器ミラー1、1’同士の
相対位置関係を維持したまま簡単に挿入光源5との相対
位置を調整して、共振器の最適アライメントを容易に行
うことができる。
A bolt hole is provided at a substantially central position of the low expansion coefficient material 9, and a bolt hole 13 is also provided at a position corresponding to the surface of the base of the insertion light source base 4 ". The bolt hole 13 provided in the cavity is a long hole elongated in the axial direction of the resonator.
After the position is adjusted, the bolts 12 can be passed through these bolt holes and fixed. The number of fixing points is not limited to one at the center, and a plurality of fixing points may be provided. When such a mechanism is used, the relative position with respect to the insertion light source 5 is easily adjusted while maintaining the relative positional relationship between the resonator mirrors 1 and 1 'by loosening the bolts, and the optimum alignment of the resonator is facilitated. Can be done.

【0025】さらに、低膨張率材9の支持材10、1
0’とそれぞれの共振器ミラー架台4、4’の間に、共
振器軸と垂直方向にリニアガイド14、14’が敷設さ
れていて、共振器全体が横方向にスライドしてそのまま
取り外すことができるようになっている。リニアガイド
の代わりにレールと車輪を用いても良い。発振条件を変
える場合にも、この横動可能なガイドを用いて、新しい
発振条件に合わせて予め調整しておいた共振器と入れ替
え、細かい調整を省略することが可能となる。
Further, the supporting members 10 and 1 of the low expansion coefficient material 9
Linear guides 14 and 14 'are laid in the direction perpendicular to the resonator axis between 0' and the respective resonator mirror mounts 4 and 4 ', and the entire resonator can be slid in the horizontal direction and removed as it is. I can do it. Rails and wheels may be used instead of the linear guide. Also when changing the oscillation condition, it is possible to replace the resonator that has been adjusted in advance according to the new oscillation condition by using this laterally movable guide, and to omit the fine adjustment.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の自由電子レ
ーザ共振器により、共振器ミラーの相対位置変化を極小
に抑えてレーザ出力を安定化させることができ、また共
振器と挿入光源との相対位置を容易に調整することがで
き、移動後にもアライメントを極く簡単に行うことがで
きるようになった。さらに、レーザ装置から共振器部分
を取付け取り外しすることが容易で、レーザの仕様変更
に対しても容易に対処できるようになる。
As described above, the free electron laser resonator according to the present invention can stabilize the laser output by minimizing the relative position change of the resonator mirror and stabilize the laser output. The relative position can be easily adjusted, and the alignment can be performed extremely easily even after the movement. Further, it is easy to attach and detach the resonator portion from the laser device, and it is possible to easily cope with a change in laser specifications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の自由電子レーザ発振器の1実施例を表
す立面図である。
FIG. 1 is an elevational view showing one embodiment of a free electron laser oscillator of the present invention.

【図2】本実施例の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the present embodiment.

【図3】本実施例における電子ビームバンチと光パルス
の相互作用を説明する概念図である。
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an interaction between an electron beam bunch and a light pulse in the present embodiment.

【図4】電子ビームバンチと光パルスの相互作用が行わ
れない状態を示す概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a state where no interaction between an electron beam bunch and a light pulse is performed.

【図5】従来の自由電子レーザ発振器の1例を表す立面
図である。
FIG. 5 is an elevation view illustrating an example of a conventional free electron laser oscillator.

【図6】図6の自由電子レーザ発振器を表す平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view illustrating the free electron laser oscillator of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1’ 共振器ミラー 2、2’ ミラー用真空チャンバー 3 設置床面 4、4’ 共振器ミラー架台 4” 挿入光源架台 5 挿入光源 6、6’ 偏向マグネット 7 電子ビームバンチ7 8 光パルス 9 低膨張率材 10 低摩擦性支持材 12 ボルト 13 ボルト穴 14、14’ リニアガイド 1, 1 'resonator mirror 2, 2' vacuum chamber for mirror 3 installation floor 4, 4 'resonator mirror base 4 "insertion light source base 5 insertion light source 6, 6' deflection magnet 7 electron beam bunch 7 8 light pulse 9 Low expansion coefficient material 10 Low friction support material 12 Bolt 13 Bolt hole 14, 14 'Linear guide

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 挿入光源を挟んで対峙する1対のミラー
により構成される自由電子レーザの共振器におけるミラ
ー支持体であって、該共振器の長さ方向に延伸する1体
の低膨張率材を含んで形成され、該低膨張材の両端部に
それぞれ前記ミラーを固定し、さらに該低膨張材のほぼ
中央部を前記ミラーに挟まれた位置に固設される挿入光
源構造体に対し位置調整可能に固定できるミラー支持体
を備えることを特徴とする自由電子レーザ発振器。
1. A low-expansion coefficient of a mirror support in a resonator of a free electron laser constituted by a pair of mirrors facing each other across an insertion light source and extending in the longitudinal direction of the resonator. The mirror is fixed to both ends of the low-expansion material, and the center of the low-expansion material is fixed at a position sandwiched between the mirrors. A free electron laser oscillator comprising a mirror support that can be fixed so that its position can be adjusted.
【請求項2】 前記低膨張率材の端部が伸縮可能な支持
構造を用いて架台に支持されることを特徴とする請求項
1記載の自由電子レーザ発振器。
2. The free electron laser oscillator according to claim 1, wherein an end portion of said low expansion coefficient material is supported on a gantry using a supportable structure.
【請求項3】 前記ミラー支持体の両端部に該ミラー支
持体を前記共振器の軸位置から外して引き出す移動構造
を備えて、前記共振器ミラーを一体として退避あるいは
交換できるようにしたことを特徴とする請求項1または
2記載の自由電子レーザ発振器。
3. A structure in which both ends of the mirror support are provided with a moving structure for pulling the mirror support out of the axial position of the resonator so that the resonator mirror can be integrally retracted or replaced. The free electron laser oscillator according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】 前記低膨張率材に冷却配管が添設されて
いて冷媒による温度管理が可能であることを特徴とする
請求項1から3のいずれかに記載の自由電子レーザ発振
器。
4. The free electron laser oscillator according to claim 1, wherein a cooling pipe is added to said low expansion coefficient material so that temperature control by a refrigerant is possible.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002198591A (en) * 2000-12-25 2002-07-12 Miyachi Technos Corp Laser oscillating system

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