JPS58153386A - 直線偏光炭酸ガスレ−ザ - Google Patents
直線偏光炭酸ガスレ−ザInfo
- Publication number
- JPS58153386A JPS58153386A JP3559282A JP3559282A JPS58153386A JP S58153386 A JPS58153386 A JP S58153386A JP 3559282 A JP3559282 A JP 3559282A JP 3559282 A JP3559282 A JP 3559282A JP S58153386 A JPS58153386 A JP S58153386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plane
- plane mirrors
- mirrors
- light
- linear polarized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/081—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Lasers (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直線偏光炭酸ガスレーザに関するものである。
レーザ発振器からのレーザ出力の偏光面は、通常、時間
的に変動していて、定まらないか、または円偏光してい
る。最近、レーザの計測への応用が高まり、単一偏光し
たレーザ出力の要望が強い。
的に変動していて、定まらないか、または円偏光してい
る。最近、レーザの計測への応用が高まり、単一偏光し
たレーザ出力の要望が強い。
偏光子としてよく知られているのは、プルユースターの
窓で、炭酸ガスレーザの場合には、１０．６μの光をよ
く通すＺｎ５ｅの平板を、光軸に対し６７．６°に傾け
ておけば、透過光はＰ波成分が多いため、共振器内にブ
リュースター窓を設ければ、Ｐ波偏光のレーザ出力が得
られることが知られている。この方法で、１ｏＷ程度の
低出力の直線偏光出力が得られている。
窓で、炭酸ガスレーザの場合には、１０．６μの光をよ
く通すＺｎ５ｅの平板を、光軸に対し６７．６°に傾け
ておけば、透過光はＰ波成分が多いため、共振器内にブ
リュースター窓を設ければ、Ｐ波偏光のレーザ出力が得
られることが知られている。この方法で、１ｏＷ程度の
低出力の直線偏光出力が得られている。
近年、１０ｏＷ以上の中出力で、直線偏光を必要とする
ことがある。
ことがある。
この場合、プルユースター窓で放電管端を封じるいわゆ
る外部鏡方式は放電管の数が増えるほど採用しにくい。
る外部鏡方式は放電管の数が増えるほど採用しにくい。
というのは複数個のプルユースター窓を用いた場合、窓
の光軸に対する傾きの方向余弦を、総ての窓に対して同
一にしておかないと、プルユースター窓が偏光子および
検光子として作用するので、出力が減衰してしまうから
である。
の光軸に対する傾きの方向余弦を、総ての窓に対して同
一にしておかないと、プルユースター窓が偏光子および
検光子として作用するので、出力が減衰してしまうから
である。
このため、共振器の構造が複雑になる欠点がある。
また、市販のｚｎＳｅ平面板の表面にコートしである反
射防止膜は現時点ではそれほど信頼性はなく、かつ、空
気中に存在する塵埃が付着すると（外部鏡方式だと、そ
の可能性が大きい）、レーザ光が塵埃に当った場合に発
生する燃焼熱によって容易に破壊されてしまう。
射防止膜は現時点ではそれほど信頼性はなく、かつ、空
気中に存在する塵埃が付着すると（外部鏡方式だと、そ
の可能性が大きい）、レーザ光が塵埃に当った場合に発
生する燃焼熱によって容易に破壊されてしまう。
したがって、１００Ｗ以上の中出力炭酸ガスレーザにあ
っては、直線偏向出力を得るには、別の手段を用いるこ
とが望ましい。
っては、直線偏向出力を得るには、別の手段を用いるこ
とが望ましい。
本発明は、通常１０ｏＷから、１．５ ＫＷ程度の直線
偏光出力を得るのに有用な手段を提供するものである。
偏光出力を得るのに有用な手段を提供するものである。
金属表面の反射率は垂直入射からずれるにつれて、Ｐ−
偏光とＳ−偏光では反射率が異なることが知られている
。
偏光とＳ−偏光では反射率が異なることが知られている
。
すなわち、入射光光軸と反射光光軸とが作る平面が、金
属表面と垂直をなしているとき、入射光が金属表面に対
して垂直以外の角をなして入射すると、その反射光の強
さは入射光光軸および反射光光軸とが作る平面に平行に
偏光しているＰ波と先の平面に垂直に偏光しているＳ波
とでは、反射率が異るため、検光子をいれると、検光子
のむきによって反射光強度が異る・ この金属表面の反射率がＰ波、Ｓ波で異るという重要な
性質は可視光および近赤外光領域では測定され確認され
ているが、炭酸ガスレーザの波長１０．６μ領域ではあ
まり知られていない。
属表面と垂直をなしているとき、入射光が金属表面に対
して垂直以外の角をなして入射すると、その反射光の強
さは入射光光軸および反射光光軸とが作る平面に平行に
偏光しているＰ波と先の平面に垂直に偏光しているＳ波
とでは、反射率が異るため、検光子をいれると、検光子
のむきによって反射光強度が異る・ この金属表面の反射率がＰ波、Ｓ波で異るという重要な
性質は可視光および近赤外光領域では測定され確認され
ているが、炭酸ガスレーザの波長１０．６μ領域ではあ
まり知られていない。
まず、発明者らは、１０．６μ領域でのＰ波、Ｓ波の反
射率を測定した。入射角は４５°であり、゛金属表面は
金の蒸着膜である。この結果を第１図に示す。図で見る
ごとく、Ｐ−反射率はＳ−反射率より小さく、入射角度
θを変化させることにより反射率が大幅に低下する。
射率を測定した。入射角は４５°であり、゛金属表面は
金の蒸着膜である。この結果を第１図に示す。図で見る
ごとく、Ｐ−反射率はＳ−反射率より小さく、入射角度
θを変化させることにより反射率が大幅に低下する。
したがって、第２図に示すごとく平面鏡１と平面鏡２と
を、入射光３と反射光４とで形成される平面５に垂直に
配置し、かつ平面鏡１と平面鏡２とめ平面が互いに９０
度をなすように構成すると、平面鏡１および平面鏡２で
反射されるたびにＰ波成分はだんだん減衰されＳ波成分
のみとなる。また平面鏡１と平面鏡２とをお互に９０度
傾けて配置させることによって、入射光３に平行に反射
光４を導くことができるので、放電管をＮ列お互に平行
に配列して、かつ折返し鏡に第２図に示す平面鏡対を（
Ｎ−１）対相いれば、共振器内にはＳ波の方が長い時間
滞在することになり結局レーザ発振器から出る光波は圧
倒的にＳ波成分が大きくなることが想像される。すなわ
ち、何等特殊の偏光子を用いることなく、第２図に示し
た平面鏡対を、一平面内に並列するように放電管群を配
列することにより、当該平面に垂直な方向に偏いた偏光
出力が得られる可能性を示唆する。
を、入射光３と反射光４とで形成される平面５に垂直に
配置し、かつ平面鏡１と平面鏡２とめ平面が互いに９０
度をなすように構成すると、平面鏡１および平面鏡２で
反射されるたびにＰ波成分はだんだん減衰されＳ波成分
のみとなる。また平面鏡１と平面鏡２とをお互に９０度
傾けて配置させることによって、入射光３に平行に反射
光４を導くことができるので、放電管をＮ列お互に平行
に配列して、かつ折返し鏡に第２図に示す平面鏡対を（
Ｎ−１）対相いれば、共振器内にはＳ波の方が長い時間
滞在することになり結局レーザ発振器から出る光波は圧
倒的にＳ波成分が大きくなることが想像される。すなわ
ち、何等特殊の偏光子を用いることなく、第２図に示し
た平面鏡対を、一平面内に並列するように放電管群を配
列することにより、当該平面に垂直な方向に偏いた偏光
出力が得られる可能性を示唆する。
管群と、折返し鏡の配列を概念的に示す。
図においては放電管群１１は互いに平行になるように構
成されており、１２〜１４で示される折り返し反射手段
で隣の放電管に導入されるようになっており、放電管の
一方の終端には全反射鏡１６が、他方の終端には出力結
合鏡１６が設けられている。前記折り返し反射手段１２
〜１４は第２図に示した少なくとも２枚からなる平面鏡
で構成されている。
成されており、１２〜１４で示される折り返し反射手段
で隣の放電管に導入されるようになっており、放電管の
一方の終端には全反射鏡１６が、他方の終端には出力結
合鏡１６が設けられている。前記折り返し反射手段１２
〜１４は第２図に示した少なくとも２枚からなる平面鏡
で構成されている。
図では、放電管群１１は床に水平に置かれているように
見えるが、本発明の場合、放電管群１１の配置は床に水
平でも床に垂直な平面内に水平な配列でも、得られる偏
光がお互に９ｏ０回転されるだけでいずれでも良い。
見えるが、本発明の場合、放電管群１１の配置は床に水
平でも床に垂直な平面内に水平な配列でも、得られる偏
光がお互に９ｏ０回転されるだけでいずれでも良い。
第４図は本発明の炭酸ガスレーザにより得られた位相角
θとレーザ出力との関係を示す。
θとレーザ出力との関係を示す。
図において、動径方向はレーザ出力を、位相角θは検光
子の回転角を示す。すなわち、図中Ｏの所はレーザ出力
は２７０Ｗであり、検光子の回転角はゼロ、すなわち、
偏光面は床に垂直である。
子の回転角を示す。すなわち、図中Ｏの所はレーザ出力
は２７０Ｗであり、検光子の回転角はゼロ、すなわち、
偏光面は床に垂直である。
図中９０の所では、レーザ出力は殆んどゼロであり、検
光子の回転角は９０°すなわち偏光面は床に水平である
。
光子の回転角は９０°すなわち偏光面は床に水平である
。
こうして、出力２７０Ｗの中出力炭酸ガスレーザで、偏
光度（（ＰＡ −Ｐｕ ）／ （Ｐ、＋ｐＨ） ）〜１
の直線偏光が得られた。
光度（（ＰＡ −Ｐｕ ）／ （Ｐ、＋ｐＨ） ）〜１
の直線偏光が得られた。
次に第６図に本発明の他の実施例を示す。
第１図が示すところによれば、Ｓ波とＰ波と反射率の相
違は入射角θが大きい程大きくなる。
違は入射角θが大きい程大きくなる。
前記実施例では、入射角４５°のときの反射率の相違を
利用して直線偏光のレーザ出力を得ることができたが、
入射角を４６°よりも大きくとれば、偏光特性が更に秀
れたものとなることが容易に想像される。
利用して直線偏光のレーザ出力を得ることができたが、
入射角を４６°よりも大きくとれば、偏光特性が更に秀
れたものとなることが容易に想像される。
本実施例では折り返し反射手段として３枚の平面鏡６．
７．８で構成されている。この場合も入射光３と反射光
４とで構成される平面６に垂直で、かつ入射光３と反射
光４とが平行になるように各平面＠ｅ〜８が配置されて
いる。図示してないが放電管群はこの平面６上に平行に
構成され、平面鏡７の法線ベクトルは放電管と平行とな
る。折返し反射手段を構成する平面鏡の数は原理的には
何枚あっても良いが、共振器の損失の点を考慮すれば使
用枚数はむしろ少ない方が良く、実用上は３枚１組とす
るのが限度である。
７．８で構成されている。この場合も入射光３と反射光
４とで構成される平面６に垂直で、かつ入射光３と反射
光４とが平行になるように各平面＠ｅ〜８が配置されて
いる。図示してないが放電管群はこの平面６上に平行に
構成され、平面鏡７の法線ベクトルは放電管と平行とな
る。折返し反射手段を構成する平面鏡の数は原理的には
何枚あっても良いが、共振器の損失の点を考慮すれば使
用枚数はむしろ少ない方が良く、実用上は３枚１組とす
るのが限度である。
以上のように本発明は、放電管を幾重にも折り曲げて、
実質上一本の長い放電管と等価であるような折り返し型
の直線偏光炭酸ガスレーザにおいて、各放電管が互いに
平行にかつ同一平面上に配列された放電管群を有し、こ
の放電管群が設置されている平面に垂直に設けられた複
数の平面鏡の組合せにより、放電管群が設置されている
平面に垂直に直線偏光しているレーザ出力を取り出すよ
うにしたもので、中高出力の直線偏光出力を簡単な構成
で得ることができる利点を有する。
実質上一本の長い放電管と等価であるような折り返し型
の直線偏光炭酸ガスレーザにおいて、各放電管が互いに
平行にかつ同一平面上に配列された放電管群を有し、こ
の放電管群が設置されている平面に垂直に設けられた複
数の平面鏡の組合せにより、放電管群が設置されている
平面に垂直に直線偏光しているレーザ出力を取り出すよ
うにしたもので、中高出力の直線偏光出力を簡単な構成
で得ることができる利点を有する。
第１図は本発明の基本原理となる垂直偏光波の反射率の
入射角度の依存性を示す図、第２図は本発明のレーザに
おける折り返し反射手段の第１の構成例を示す斜視図、
第３図は本発明の直線偏光炭酸ガスレーザの構成を示す
概念図、第４図は本発明のレーザの測定結果である出力
と位相角との関係を示す図、第５図は本発明の折り返し
反射手段の第２の構成例を示す斜視図である。 １．２，６，７．８・・・・・・平面鏡、３・・・・・
・入射光、４・・・・・・反射光、６・・・・・・平面
、１１・・・・・・放電管、１２．１３．１４・・・・
・・折り返し反射鏡、１６・・・・・・全反射鏡、１ｅ
・・・・・・出力結合鏡。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 反 射 幸 第２図 １ 第３図 ５１１ ？７θ
入射角度の依存性を示す図、第２図は本発明のレーザに
おける折り返し反射手段の第１の構成例を示す斜視図、
第３図は本発明の直線偏光炭酸ガスレーザの構成を示す
概念図、第４図は本発明のレーザの測定結果である出力
と位相角との関係を示す図、第５図は本発明の折り返し
反射手段の第２の構成例を示す斜視図である。 １．２，６，７．８・・・・・・平面鏡、３・・・・・
・入射光、４・・・・・・反射光、６・・・・・・平面
、１１・・・・・・放電管、１２．１３．１４・・・・
・・折り返し反射鏡、１６・・・・・・全反射鏡、１ｅ
・・・・・・出力結合鏡。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 反 射 幸 第２図 １ 第３図 ５１１ ？７θ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ０）複数個の放電管の両端部に設けられた複数個の反射
手段によりレーザ光を折り返すように構成され、前記複
数個の放電管は同一平面内に互いに平行に配列されてお
り、前記反射手段は少なくとも２枚の平面鏡からなり、
前記各平面鏡は前記複数個の放電管が存在する平面に垂
直に配されておりかつある放電管を通過したレーザ光が
各平面鏡で反射されて隣接する放電管に導かれるごとく
配されていることを特徴とする直線偏光炭酸ガスレーザ
。 （２））反射手段が２枚の平面鏡で構成されており、前
記２枚の平面鏡の法線ベクトルが互いに直交するように
配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の直線偏光炭酸ガスレーザ。 （３）反射手段が３枚の平面鏡で構成されており、その
うちの１枚の平面鏡の法線ベクトルが放電管と平行とな
るように配置されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の直線偏光炭酸ガスレーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3559282A JPS58153386A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | 直線偏光炭酸ガスレ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3559282A JPS58153386A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | 直線偏光炭酸ガスレ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58153386A true JPS58153386A (ja) | 1983-09-12 |
Family
ID=12446057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3559282A Pending JPS58153386A (ja) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | 直線偏光炭酸ガスレ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58153386A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740986A (en) * | 1985-12-20 | 1988-04-26 | Hughes Aircraft Company | Laser resonator |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010117A (ja) * | 1973-05-25 | 1975-02-01 | ||
| JPS5113254A (ja) * | 1974-05-23 | 1976-02-02 | United Technologies Corp | |
| JPS5250193A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Inst Rajiotefunikii Ii Erekuto | Secondary coherent harmonic wave generator |
| JPS5694679A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-31 | Fujitsu Ltd | Lightamplifying device |
-
1982
- 1982-03-05 JP JP3559282A patent/JPS58153386A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010117A (ja) * | 1973-05-25 | 1975-02-01 | ||
| JPS5113254A (ja) * | 1974-05-23 | 1976-02-02 | United Technologies Corp | |
| JPS5250193A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Inst Rajiotefunikii Ii Erekuto | Secondary coherent harmonic wave generator |
| JPS5694679A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-31 | Fujitsu Ltd | Lightamplifying device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740986A (en) * | 1985-12-20 | 1988-04-26 | Hughes Aircraft Company | Laser resonator |
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