JPH11503877A - 同調可能でアラインメントが安定した、スペクトル的にフィルタリングされた出口を備えたレーザー光源 - Google Patents

同調可能でアラインメントが安定した、スペクトル的にフィルタリングされた出口を備えたレーザー光源

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JPH11503877A
JPH11503877A JP8531477A JP53147796A JPH11503877A JP H11503877 A JPH11503877 A JP H11503877A JP 8531477 A JP8531477 A JP 8531477A JP 53147796 A JP53147796 A JP 53147796A JP H11503877 A JPH11503877 A JP H11503877A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、広帯域増幅および狭帯域同調可能活性媒質を備えたレーザー光源に関するものであり、装置が複雑でなく、広帯域自発放出とサイドモードの特定な阻止が可能で、光学的安定性に優れた点が特徴である。本発明は本質的にレザー媒質自体と、好ましくは回折限界光システムと、角分散要素または直線分散要素、反射鏡、画像システムと共にキャッツアイ原理による再帰反射体を形成するように配置された好ましくは平面な反射鏡と、さらに、部分的に透過するように設計された反射鏡、そして、スペクトル的にフィルタリングされた放射のみが空間フィルタを通過することができ、スペクトル的にフィルタリングされた放射のみが反射鏡に到達でき、1つの面において、バックカップリングされた放射とデカップリングされた利用可能な放射の分離が行えるように、やはり反射鏡の少なくともほぼ平面内に位置した好ましくは非反射性の空間フィルタとによって成る。本発明の特別な実施例には、2度の分散と、共振器から発せられる以前の利用可能な放射のフィルタリングとが含まれ、これによりルミネセンスとサイドモードが非常に高い割合で阻止される。本発明のこの他の特別な実施例は、多レーザー光源用の上述の原理の使用を含み、この単一光源は1つの要素のみを使用することで同期に同調することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 同調可能でアラインメントが安定した、 スペクトル的にフィルタリングされた出口を備えたレーザー光源 本発明は装置が複雑でなく、高度な光学安定性を備え、広帯域自然発光(AS E:増幅自然放出光)とサイドモードの特定な阻止が可能な同調レーザー光源に 関する。このような光源の利用分野の1つにラマン分光がある。 同調可能レーザー光源は多くの形で知られている。図1は半導体レーザー装置 を示している。この配置は、適切な変更を加えて、ダイ(色素)レーザーにおい ても使用されている。これは本質的にレーザーダイオードLD、コリメータKO 、レーザー放射を分散するための回折格子GI、回折の分散方向に向かって回転 可能な平面鏡SPによって構成される。コリメータKOによって実質的に平行な ビームとなったレーザー放射は、回折格子GIにおいて回折され回転可能鏡SP に到達する。鏡SPに実質的に垂直に当たるようにして回折されたレーザ波長の みが十分な精度で同一光路上に戻り、活性なレーザファセット上に結像して、光 学的バックカップリングを生じる。このように、波長範囲はバックカップルし、 その結果、単に鏡SPを回折の分散方向に回転させるだけで装置の放出する主要 な波長を選択することができる。 他方で、利用可能なレーザー放射は回折格子のゼロ次回折によりデカップリン グされる。この目的のために、放射は例えばレンズOによって光導波路LWL内 に集束される。波長の調整とは無関係に、利用可能な放射は常に同じ位置に現れ る。 しかしながら一方で、上述した形または類似するタイプの形で幅広く利用され ているこのような配置は、微小な調整不良に対しても非常に敏感であるため不利 である。例えば、半導体レーザーの光学的に有効なファセットが非常に小さいた め、その形状は、分散方向に対して垂直な光路の傾斜に関し特別な安定性を備え ている必要がある。 この安定性を得るには回転可能鏡の軸受、回折格子支持、レーザー、コリメー タの安定性を備える必要がある。このような形状において、3つの自由度を制御 しなければならず、この内の1つ、つまり波長同調のための鏡の回転だけは絶対 に必要である。分散要素の分散方向に対して垂直なレーザーの変位は、フォーカ スのために必要な、光軸に沿ったレーザーチップの変位と同様に始動パラメータ のいずれをも変更することなく最適位置において実行されなければならない。問 題を複雑にする1つの点は、独立に調整可能なこれら2つの座標は個別に最適化 できないため、当然この2次元の調整方法において最適な位置がただ1つしかな いということである。この目的を達成するために特別の方法がしばしば利用され ている。 このような装置の欠点としては他に、スペクトル的に純粋化した放射よりも、 自然放出および幾分強いサイドモードを含む共振器内の全体の放射混合のフラク ションの方が利用可能な放射として共振器から取られてしまう点がある。さらに 、放射のデカップリングが、バックカップリングが行われる路とは別の路を介し て実行されるため、レーザー放射が使用される外部装置からのかろうじて回避可 能な反射が共振器内の放射に大きな影響を及ぼす可能性があり、付加的な手段を 採用しない限り、バックカップリングが波長を選択する形で通常生じない。これ は本質的に少なくとも部分的に反射する、鏡である必要のない面(例えば光導波 路、受容面)にレーザーファセットの光学像が生じる場合である。というのも、 それらのアレイが再帰反射体として作用するからである。 この解決法としては、スペクトル的に非常に純粋な放射を得られる方法と、特 別の手段を使ってそのようなレーザー共振器の調整許容量を増やし、比較的頑丈 な装置をつくれるようにする方法とが知られている。しかしながら、これまでは これら特徴の両方を組み合わせた装置は知られていなかった。 これに関連して、スペクトル的に純粋な放射の製造についての技術状態がDE-A S 29 18 863に記載されている。この発明において、既に共振器を離れた放射が 、本質的にスペクトル的に純粋化するための装置へと導かれる。ここでは特に、 レーザーの波長選択に使用された分散要素が、かなり同等な状態において前述の 装置によっても使用されているため、レーザー波長調整に関係なく適切にフィル タリングされた放射を得ることができる。しかしながら、まだ1つ欠点が残る。 これは、分散要素が1つしかなく、この要素が2度使用されるため、放射をフィ ル タ機構へと再び導くために、またフィルタ機構自体として数々の構成要素を追加 しなければならないというものである。上述したDE-AS 29 18 863の別形におい て、フィルタリングされた放射の一部が共振器内に残留するか、または共振器へ と戻される装置が記載されている。しかしながら、ここでも分散要素は別として 、レーザーとフィルタ装置の両方が使用されている。さらに、フィルタリングさ れない放射のかなりの部分が、ここでは必要である分離鏡を介して共振器を離れ てしまうため、その部分が損失してしまう。 DE-OS 42 16 001 Alには、スペクトル的に純粋化した放射の製造法が記載され ている。ここでは、共振器内の放射全体とスペクトル的に純粋化したフラクショ ンが異なる角度で共振器を通過し、分離を達成させている。しかしながら、いく つかの要素がグレージング入射(grazing incidence)で作動しているため、上述 の発明の適用性を阻害する。さらに、スペクトル的に純粋化した放射も再度レー ザー媒質を通過するため、スペクトル的純粋性が疑われる。 本質的に、外部共振器を備えたレーザーのアラインメント許容を増加するため の技術状態に対しては2つの解決法がある。第1の解決法は、P.Zorabedian,W . R.Trutna,Jr.による”Interference-filter-tuned,alignment-stabilized ,semiconductor external-cavity laser,OPTIC LETTERS”Vol.13,No.10,p p826-828に記載されている。ここでは、レーザー放射のアラインメント許容バッ クカップリングにおいてキャッツアイ再帰反射体(焦点面に鏡を備えた集束レン ズ)を使用している。共振器内部の平行な光路には、選択要素として干渉フィル タが設けられている。レーザー放射を同調するために、前述のフィルタが回転可 能に支持される。利用可能な放射のデカップリングは、外部共振器と対向する側 に設けられたレーザーチップのファセットから行われる。 しかしながら、この装置には、十分な追加手段を使用しないと広帯域自然放出 とサイドモードが分離されず、また、干渉フィルタの特性による制限があるとい う欠点がある。 EP0,525,752 Alにも、外部共振器を備えたアラインメント安定レーザーの製造 法が記載されている。ここでも原則としてキャッツアイ再帰反射体が使用されて いるが、その効果は1つの組合せに限定されている。プリズムとシリンダレンズ の適切な組合せの手段により、また、回折格子を共振器として使用することによ り、レーザーファセットが分散方向に垂直にのみ回折格子上にイメージされるこ とがわかった。しかしながら、分散方向においては、回折格子とぶつかる放射ビ ームは主に平行であり比較的幅広である。この方法において、レーザー波長の同 調に回折格子を制限なしに使用でき、他方で、この装置が分散方向に垂直な回折 の傾斜に対して主に耐性があることがわかった。しかしながらこの装置は、さら に手段を追加しなければ、利用可能な放射のフラクションから広帯域自然放出と サイドモードのどちらをも分離できない。 そこで本発明は従来技術の欠点に鑑み、これらの限定を克服するレーザー光源 を提供する。 従って本発明は、構造が複雑でなく、アラインメント許容に優れ、ASE(増 幅自然放出光)およびサイドモードが実質的に存在しないといった特性を備えた 、広帯域増幅、狭帯域同調レーザー媒質(特に半導体レーザー)用の共振装置を 探す目的に基づくものである。 この目的は、主クレームの特徴部分の特徴と、前文のそれぞれの特徴とを組合 せた手段により達成することができる。本発明の便宜的な実施例は従クレームに 含まれている。 ここでは、コリメートされたレーザー放射が角分散要素または直線分散要素を 通過し、共振器の場所に空間フィルタを備えた特殊なキャッツアイ再帰反射体に 実質的に到達し、そのため分散要素の分散に関連してスペクトル的にフィルタリ ングされた放射のみが空間フィルタを通過することができ、さらに上述した反射 鏡が部分的透過性として設計されているため、同じ、選択された放射がアライン メント安定バックカップリングに使用され、利用可能フラクションとして共振器 より外に出される。デカップリング面から共振器内へと反射された放射のフラク ションもバックカップリングに使用されるため、デカップリング面における望ま ない反射の問題が除去される。同様に、このような起こりうる干渉バックカップ リングは選択された波長のみを含んでいるため、手段を追加しなくても、利用可 能放射を処理する装置からの反射の妨害は少ない。 次に図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。 図1は既知の従来技術による同調可能レーザー光源を示している。 図2は本発明の基本的な別形を示す略図である 図3は第1実施例を示す略図である。 図4は第2の特殊な実施例を示す略図である。 図5は第3の特殊な実施例を示す略図である。 図6は第4の特殊な実施例を示す略図である。 図7はレーザー媒質の特殊な配置を示す略図である。 図8はレーザー媒質の図7とは異なる特殊な配置を示す略図である。 図2に本発明の基本的な別形を示す。 まず、本発明においてレーザーダイオードであるレーザー媒質LDからの放射 が、回折限界像を許容し、非球面構造であることが便宜的であるコリメータKO によって比較的平行なビームに変換される。このビームが、この場合において回 折格子であり、またこの場合の分極方向における所望の波長範囲に対して非常に 効率良く機能するように便宜的に設計された、分散方向に回転可能に配置された 分散要素GIへと伝搬される。散乱光が少ないため、この目的のためにはホログ ラフィーを用して製造した回折格子が特に適している。選択された各々の波長の 回折放射は、本実施例においてはスリットとして設計された空間フィルタSPの 平面に光有効レーザーファセットの像を生じる回折限界レンズである結像系の部 分Oへと伝搬される。スリットSPは、選択された波長の周囲の狭く限定された 波長区間の放射のみを通過させる。スリットSPは、スリットを通過できない放 射のフラクションが少しも反射されることのないように便宜的に選択されている 。これはスリットSPを黒色にすることで、および/またスリットのつめ(jaw) を適切に配置することにより達成できる。スリットSPとほぼ同じ平面には、平 面を研磨し、部分的鏡をコーティングした光導波路LWLが設けられている。透 過光との反射光の比率は、適切な部分鏡コーティングを設けることにより最適化 することができる。反射鏡Rの表面は溝SPと共に選択的なバックカップリング を提供する。同時に、この方法で透過された放射が利用可能な放射として光導波 路LWL内に供給される。分散方向に垂直な方向への回折格子GIの傾斜、また は同等に有効なフォルト(equally effective faults)、もしくは光導波路ファセ ッ トの傾斜を含むアラインメントの逸脱は、前述のキャッツアイ再帰反射鏡のため 、比較的小さな効果を有し、前述の高いアライメント安定性が得られる。 特にラマン分光への使用と同様に、多くの場合、スペクトル的に純粋な放射、 頑丈な形状、そして同時に高い有効な放射パワーが必要である。次に別の実施例 を提供する(図3)。片側が広範囲に反射が減少した広域干渉縞(broad-fringe) レーザーダイオードがレーザー媒質として機能する。このようなダイオードの光 有効ファセットは、しばしば低パワーレーザーダイオードのものよりも広いため (一般には、例えば、低パワーレーザーダイオードの数μmと比較した場合、0 .2mm〜0.5mm広い)、共振器の配置を修正する必要がある。広域ファセ ットに関連して所望のスペクトルの狭い帯域を得ることができる唯一の配置は、 ファセットをスリットSPおよび格子溝と平行にするものである。しかしながら 、半導体レーザーは通常pn接合に平行に偏光されたEベクトルと共に放出され る(光有効ファセットは常にpn接合面にある)。しかしながら、格子GIの最 高回折効率は、Eベクトルが格子溝とほぼ垂直になる位置でしか得られない。こ の問題を解決するには、例えばλ/2プレートといった適切な90°偏光回転子 PDをコリメータKOと格子GIの間の平行な光路内に挿入する。次に、形状が 、上述したような選択されたスペクトル狭帯域を可能にするべく設計されたもの である場合、放射が回折GIに到達する前に、放射の偏光は高い回折効率に必要 な方向へと回転される。回折格子GIを前後方向に通過すると、偏光回転子FD が再び作用し、それによりバックカップリングされた放射が本来の偏光方向にお いてレーザーとぶつかる。 広域干渉縞レーザーの使用に関するその他の問題は、通常、レーザーファセッ トの像が大きくなり過ぎてしまうために十分に細い光導波路内へのカップリング が不可能になってしまうことである。このような状況のために前述の像が本来の ファセットに関連した倍数で拡大される。 上述の問題は、レーザーファセットを光導波路の端部にではなく、むしろ平凸 レンズとして設計されたデカップリングレンズLの部分的に鏡をコーティングし た面の平面上に結像することで解決できる。前述レンズLの焦点平面においては 、レンズL上に結像されるレーザーファセット像のサイズは重要ではない。ここ で、 レンズLの焦点平面における焦点スポットのサイズはその焦点距離およびレンズ L上にレーザーファセットの像を造り出すのに用いられた放射の開口のみに依存 する。上述したレーザーファセットの拡大された像に関連して、この開口が比較 的小さいため、この原理によれば、十分に細い光導波路LWL内へのカップリン グが有効であると言える。 レーザーダイオードの列を、広域干渉縞レーザーの代わりとして使用すること も可能である。この場合、実質的に各ダイオードが自体と正確なバックカップリ ングを行うので、本発明の配置が有効である。 本発明の別の実施例では図3に示したレーザーダイオードの列を使用している が、バックカップリングおよびデカップリング要素として、図2に示したものと 同様に平面を研磨して部分的に鏡のコーティングを施した、光導波路LWLの端 部を、各ダイオードの像にそれぞれ光導波路LWLが与えられる方法で使用して いる点が前述の実施例とは異なる。このようにして多重レーザー光源が得られ、 これにより全ての副光源をたった1つの要素で同期同調することができる。光導 波路LWL内にカップリングするために、レーザー放射は相互に離間した状態で 同時に伝搬される。この特性はラマン分光において特に有利である。これは、多 重スペクトルを記憶するラマンスペクトロメーターは既に利用可能であり、ラマ ン放射は通常光導波路LWLを介してスペクトロメーターへと伝搬されるためで ある。 ある状況においては、空間フィルタSPは反射鏡Rから空間的に離した配置が 有利な場合もある。この場合、空間フィルタSPの結像はビーム方向に見て空間 フィルタSPの後方で生じ、反射鏡Rは空間フィルタSPの結像位置に配置され る。この原理の例は図4に図示される。 本発明の別形(図5)においては、デカップリングしたルミネセンスおよびサ イドモードをさらに低減している。 片側をデリフレフト(dereflected)したレーザーダイオードLDより放出され 、コリメータKOによって平行ビームに広く変換されたこの場合の放射は、まず 回折格子GIによって回折され、レンズOに入る。すなわち、レンズOの光学軸 に対して平行移動される。レンズOはその焦点周囲に回折限界像を生じることが 好 ましい。そこには、分散方向において薄く、同時に第1空間フィルタと第1反射 鏡として機能する高度反射の平面ファセットが配されている。このファセットよ り反射された狭域波長範囲は、前進ビームと比較して、レンズOの光軸に対して 逆方向に変位して再度レンズOに入る。その後、回折格子GIにおいて放射の2 度目の回折が行われ、次に放射は、部分的透過反射鏡R上にレーザーファセット の回折限界像を生じる投射レンズA内に伝搬される。反射鏡Rと同じ平面上に配 置され、スリットとして設計された空間フィルタSPは、選択された波長インタ ーバルの外でさらに放射を遮断する。反射鏡Rは部分的透過をするように設計さ れているため、選択された放射の一部が光路を逆方向に再伝搬し、高い安定性で 再びレーザーダイオードLD内に結合される。 とりわけ、基本的な別形と比較した本実施例の利点は、放射がデカップリング 以前に場所の異なる回折格子を2回通過し、この回折によって、弱いが避けるこ とが不可能な散乱光のデカップリングされたフラクションが劇的に減少する点で ある。これに加えてファセットFが第二伝搬における画定された入口スリットと して機能する。この溝は便宜的に空洞内で固定した形(例えばH形)に配され、 その壁はほぼ黒色であり、いかなるラマン効果も呈さない。レーザーダイオード LDからの光路と反射鏡Rまでの光路はダイアフラムによって合理的に互いに遮 蔽されているため、例えば回折格子から溝SPに到達する分散光は最低量である 。 レーザーダイオードLD内に再び結合された放射が回折格子を計4回通過する ため、利用できる放射エネルギーは基本的な別形のものよりも少ない。しかしな がら、非常に高い回折効率を有する回析格子が入手可能であるため、このエネル ギーの損失は重要ではない。 この別形の変更例を図6に示す。前述の別形とは異なり、回折格子GIにおい て最初の回折をされた、中心軸を有するビームは、光軸からわずかに外れた場所 にあるレンズOにぶつかるため、このビームはファセットFより反射されたビー ムとオーバーラップする。ビームは回折格子GIによって再び回折され、次にレ ーザーダイオードLDより放出されたビームとオーバーラップする。このように して回折格子によって2度回折され、前進ビームと重なった放射のフラクション は、レーザーダイオード内での再度のカップリングにただちに使用することがで きる一方で、回折格子GIにおける2度目の回折で前進ビームと重ならなかった ビームのフラクションは、鏡Tによって遮蔽(マスクアウト)される。この方法 で共振器から導き出された放射は、焦点平面に出口溝SPを備えた投射レンズA へと伝搬される。前出の例(図5)のように回折格子GIを2度通過した後、使 用可能な放射が得られる。 別の実施例では装置がさらに単純化されており、同時に、有効な共振器の長さ の縮小が達成されている。第1実施例においては、結像レンズOが省略されてい る。この機能は、この目的のために結像格子として設計され、使用する波長範囲 において十分な回折限界結像特性を備えた回折格子GIが代わって果たしている 。また別の実施例では、結像格子はさらにコリメータKOの機能も果たすように 設計されている。 本発明の適用性は半導体レーザー装置に制限されるものではない。片側がデリ フレクトされたレーザーダイオードの代わりに、別のレーザー媒質、例えばダイ (色素)を使用することもできる。これは適切なポンピング源及び例えば光路が スリット内に結像される共振器ターミナルミラーと共に使用する。図7は1つの 可能な原理であり、集束レンズL1、共振器末端鏡として機能する鏡M1を備え た再帰反射体を示している。もう1つの集束レンズL2は空間フィルタ内に平行 な光路を投影する。2つの集束レンズの間にはレーザー媒質LMが設けられてい る。このような配置は、本発明のレーザー光源におけるレーザーダイオードの代 わりとして使用することができる。この場合、空間フィルタRFが、片側がデリ フレクトされたレーザーダイオードの出口ファセットの役割を果たす。 また別の例を図8に示す。ここでは集束レンズL3が図2〜図6に示したコリ メータKOの役割を果たす。分散要素GI(図2〜図6)の分散方向において小 さく、集束レンズL3の焦点平面に配置されることが好ましい、好ましくは平坦 な鏡が、集束レンズL3と共に再帰反射体を構成する。光路内にレーザー媒質L Mを配置し、適切なポンプ機構を設けることでレーザー光源が完成する。この場 合、空間フィルタRFの形あるいは少なくともレーザーダイオードの光有効出口 ファセットの形に画定された出口ファセットがないため、図5または図6による 形状が特に適している。 本発明はここで説明した実施例に限定されるものではない。むしろ、本発明の 範囲を逸脱しない限り、上述した特徴を組み合わせてこの他の実施例を実行する ことが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN, MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT ,UA,UG,US,UZ,VN 【要約の続き】 で阻止される。本発明のこの他の特別な実施例は、多レ ーザー光源用の上述の原理の使用を含み、この単一光源 は1つの要素のみを使用することで同期に同調すること ができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.本質的にレーザー媒質から成り、共振器末端鏡と、結像系と、角または直 線分散要素と、反射鏡とを含む同調可能レーザー光源であって、 反射鏡(R)が結像系の少なくとも一部(O)と共に、キャッツアイ原理によ る広範囲の方向独立再帰反射体を形成する方法で配置されるか、もしくは反射鏡 (R)がレーザー媒質の出口面の結像位置に配置されており、さらに、反射鏡( R)が部分的に透過し、同時に空間フィルタ(SP)またはその像が反射鏡(R )の少なくともほぼ平面内に位置するため、スペクトル的にフィルタリングされ た放射のみが空間フィルタ(SP)を通過することができ、それにより反射鏡( R)へと到達し、そこでバックカップリングする反射とデカップリングした使用 可能な放射の分離が行われるように設計されていることを特徴とする同調可能レ ーザー光源。 2.本質的にレーザー媒質から成り、共振器末端鏡と、角または直線分散要素 と、結像系と、2つの反射鏡とを含む同調可能レーザー光源であって、 前記レーザー光源において、各々が集束レンズ(O、A)と前記反射鏡(F、 R)の1つを構成する、キャッツアイ原理による2つの再帰反射体(O、F;A 、R)が焦点面内に配置され、さらに、分散要素(GI)に対する平行ビームと してのレーザー媒質により放出された放射を伝導するように光学手段が設けられ 、前記手段の光軸が第2再帰反射体(A、R)の光軸と平行に配置され、これら の2本の光軸が、前記分散要素(GI)を通過した後に、第1再帰反射体(O、 F)にその光軸に対して対称的また平行に到達し、同時に、第1再帰反射体(O 、F)に関する反射鏡(F)が分散要素(GI)の分散方向に対して小型サイズ であるため、分散要素(GI)からの放射の狭域波長範囲のみが反射鏡(F)よ り反射され、また同時に、空間フィルタが第2再帰反射体(A、R)の反射鏡( R)の直前に配置され、この空間フィルタもまた分散要素(GI)の分散方向に おいて小型の幾何学的大きさのみにおいて透過性を有するため、同様にそこまで 到達した放射の狭域波長範囲のみが空間フィルタ(SP)を通過することが可能 であり、そして最後に、対応する反射鏡(R)が部分的に透過するべく設計され ているため、その場所において、2度の分散でフィルタリングされた放射が一方 で共振器から外へと出され、他方でフィルタリングされた放射の反射されたフラ クションが再びレーザー媒質(LD)内で逆方向でカップリングされることを特 徴とする同調可能レーザー光源。 3.本質的にレーザー媒質から成り、共振器末端鏡と、角または直線分散要素 と、結像系と、2つの反射鏡とを含む同調可能レーザー光源であって、 前記レーザー光源において、集束レンズ(O)と反射鏡(F)により構成され 、キャッツアイ原理に基づいた再帰反射体(O、F)が焦点面上に配置され、さ らに、分散要素(GI)に対する平行ビームとしてレーザー媒質から放出された 放射を伝導するべく光学手段が設けられ、前記手段の光軸が、前記分散要素(G I)を通過した後に、その光軸に対する平行移動において再帰反射体(O、F) に到達し、反射鏡(F)は前記分散要素(GI)の分散方向に関連して小型サイ ズであるため、分散要素(GI)から分散された放射の狭域波長範囲のみが反射 され、集束レンズ(O)を前方に通過するビームと、後退方向に通過するビーム とが部分的にオーバーラップするため、レーザー媒質より放出されたビームのク ロスセクションにおいて、前記分散要素(GI)によって2度目の分散をされた ビームのフラクションが再度レーザー媒質に当たり、同時に、分散要素により2 度目の分散をされたビームの本質的にオーバーラップしないフラクションが鏡( T)を介して焦点面に空間フィルタ(S)を有する集束レンズ(A)へと伝搬さ れ、前記フィルタ(S)は分散要素の分散方向における小さな幾何学的大きさの みにおいて透過性を有するため、そこまで到達した放射の狭域波長範囲のみが利 用可能な放射として共振器から外へ出されることを特徴とする同調可能レーザー 光源。 4.反射鏡(R)の有効面が平面であることを特徴とする前記請求項のいずれ か1項に記載の同調可能レーザー光源。 5.分散要素(GI)が完全にまたは部分的に結像系の機能も果たすことを特 徴とする前記請求項のいずれか1項に記載の同調可能レーザー光源。 6.光導波路(LWL)の部分反射前面が反射鏡(R)として機能するため、 その出口において、利用可能なスペクトル的にフィルタリングされたレーザーエ ネルギーが得られることを特徴とする前記請求項の少なくともいずれか1項に記 載の同調可能レーザー光源。 7.部分的に反射し、デカップリングレンズ(L)の必ずしも第1面である必 要のない面が反射鏡(R)として機能することを特徴とする前記請求項の少なく ともいずれか1項に記載の同調可能レーザー光源。 8.分散要素(GI)が回折格子であることを特徴とする前記請求項の少なく ともいずれか1項に記載の同調可能レーザー光源。 9.90°偏光回転子(PD)がビーム方向から見て回折格子(GI)の前に 配置されており、レーザー放射の偏光方向に依存する最高の回折効率で回折格子 (GI)を使用するために、放射は、偏光の本来の方向においてレーザー媒質( LD)にぶつかりながら、再びレーザー媒質(LD)内にカップリングされるこ とを特徴とする前記請求項の少なくともいずれか1項に記載の同調可能レーザー 光源。 10.半導体レーザーがレーザー媒質として機能することを特徴とする前出の請 求項の少なくともいずれか1項に記載の同調可能レーザー光源。 11.半導体レーザーの出口ファセットが実質的にデリフレクトされていること を特徴とする請求項10に記載の同調可能レーザー光源。 12.半導体レーザーの列がレーザー媒質(LD)として機能することを特徴と する前記請求項の少なくともいずれか1項に記載の同調可能レーザー光源。 13.光導波路の部分反射入口ファセットが各単一レーザー像の位置に在るため 、多重の同期同調可能レーザー光源が得られ、それにより、これらの単一レーザ ー光源の放射が互いに比較的遠く離れた位置に同時に伝導されることを特徴とす る請求項12に記載の同調可能レーザー光源。 14.レーザー媒質(LD)と分散要素(GI)の間にコリメータ(KO)が設 けられていることを特徴とする前記請求項の少なくともいずれか1項に記載の同 調可能レーザー光源。 15.共振器末端鏡もしくは再帰反射体(L1、M1)と、レーザー媒質(LM )と、レンズ(L2)と、レンズの焦点面内の空間フィルタとから成る形態が、 前記共振器末端鏡を有するレーザー媒質として存在し、空間フィルタを有する前 記形態がレーザーダイオードの出口ファセットと同様に配置されていることを特 徴とする前記請求項の少なくともいずれか1項に記載の同調可能レーザー光源。 16.共振器末端鏡が、レーザーダイオードの出口ファセットではなくレンズK Oの後部焦点面に配置されており、レーザー媒質が前記共振末端鏡(M2)と分 散要素(GI)との間のいずれかの場所に位置することを特徴とする前記請求項 の少なくともいずれか1項に記載の同調可能レーザー光源。 17.共振器末端鏡(M2)が、分散要素(GI)の分散方向において小さな幾 何学的大きさを有することを特徴とする請求項16に記載の同調可能レーザー光 源。 18.共振器末端鏡を有するレーザー媒質から放出されたビームが、その伝搬方 向と交差して分散され、集束され、焦点またはその近辺において、放射の狭域波 長範囲のみが通過し、フィルタリングの後も焦点または焦点の像において有効で ある方法でフィルタリングされ、放射のフラクションがレーザー共振器内に反射 され、その他のフラクションはレーザー放射を使用するために透過されることを 特徴とする、レーザー共振器からのデカップリング、また同時にレーザー共振器 内へのバックカップリングに用いるためのスペクトル的にフィルタリングされた レーザー放射を得る方法。 19.共振器末端鏡を有するレーザー媒質から放出されたビームが、その伝搬方 向と交差して分散され、集束され、フィルタリングされ、同時に焦点またはその 近辺において、放射の狭域波長範囲のみが戻る方法で反射され、前進および後退 ビームが互いに平行移動するが同要素を通過し、分散が1度目と同様に同要素に おいて2度目でも有効であり、再度集束が実行され、放射の狭域波長範囲のみが 通過し、その結果フィルタリングの後も焦点または焦点の画像において有効であ る方法で、焦点またはその近辺において空間フィルタリングが行われ、部分的反 射が行われるために放射のフラクションが同じ路を通りレーザー媒質へと戻り、 他のフラクションがレーザー放射を使用するために透過されることを特徴とする 、レーザー共振器からのデカップリング、また同時にレーザー共振器内へのバッ クカップリングに用いるためのスペクトル的にフィルタリングされたレーザー放 射を得る方法。 20.バックカップリングされた放射とデカップリングされた放射の分離が1つ の面において行われることを特徴とする請求項18、請求項19のいずれか1項 に記載の方法。 21.共振器末端鏡を有するレーザー媒質より放出されたビームがその伝搬方向 と交差して分散され、集束され、フィルタリングされ、同時に焦点またはその近 辺において、放射の狭域波長範囲のみが戻される方法で反射され、前進および後 退ビームが互いにオーバーラップするように相互に平行移動され、同要素におい て1度目と同様2度目の分散も有効であり、オーバーラップしないビームフラク ションが分離され、再度集束され、レーザー放射の使用のために放射の狭域波長 範囲のみがレーザー共振器より発され、オーバーラップするビームフラクション がレーザー媒質へと戻る方法で、焦点またはその近辺において空間フィルタリン グが行われることを特徴とする、レーザー共振器からのデカップリング、また同 時にレーザー共振器内へのバックカップリングに用いるためのスペクトル的にフ ィルタリングされたレーザー放射を得る方法。
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