JPS58155785A - 折返し型レ−ザ - Google Patents
折返し型レ−ザInfo
- Publication number
- JPS58155785A JPS58155785A JP3847082A JP3847082A JPS58155785A JP S58155785 A JPS58155785 A JP S58155785A JP 3847082 A JP3847082 A JP 3847082A JP 3847082 A JP3847082 A JP 3847082A JP S58155785 A JPS58155785 A JP S58155785A
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- JP
- Japan
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- laser
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- polarized
- reflecting mirror
- light
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- Pending
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-
- 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
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
- H01S3/073—Gas lasers comprising separate discharge sections in one cavity, e.g. hybrid lasers
- H01S3/076—Folded-path lasers
-
- 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
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/034—Optical devices within, or forming part of, the tube, e.g. windows, mirrors
Landscapes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (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】
本発明は折返し型レーザに関するものである。
レーザ出力は通常レーザ管長に比例するが装量全体の長
大化は望ましいことではないので反射＊’を用いて多段
折返型に構成することは周知の技術である。第１図には
その最も簡単な二段折返型のものを示す。レーザ管１お
よび２は平行に配置されその中心軸である光学軸は折返
し反射鏡５および６′により直列に結合さｎている。４
および４′はレーザ共振器を構成する反射鏡であり特に
４は全反射鏡、４Ｉは出力結合鏡である。３は出力結合
鏡４′ヲ通過したレーザ光を示す。第１図のし〜ザの慣
流は外部鋭方式であり放電管端１１，１２，２１および
２２はブリュースター角入射が行われフレネル反射損失
が防止さ扛るように斜めに研磨さ扛ている。この場合は
入射面内に電場ベクトルが平行であるＰ偏光成分の発振
が行わ扛るが反射鏡６および６′の偏光反射特性との関
連でこの種のレーザの短所ともなる制約（以下に詳細に
説明）が発生し、その制約の解除が本発明の目的である
。なおレーザ管窓が反射防止膜付窓の場合と内部鏡方式
の場合本例で解かｎる制約は有在しないが前者は光学部
品寿命が短かいこと、後者は封止型し〜ザに虐さないな
どの欠点があり、ブリー−スター慾付レーザ管には実用
的価直が遠くおよばないものである。
大化は望ましいことではないので反射＊’を用いて多段
折返型に構成することは周知の技術である。第１図には
その最も簡単な二段折返型のものを示す。レーザ管１お
よび２は平行に配置されその中心軸である光学軸は折返
し反射鏡５および６′により直列に結合さｎている。４
および４′はレーザ共振器を構成する反射鏡であり特に
４は全反射鏡、４Ｉは出力結合鏡である。３は出力結合
鏡４′ヲ通過したレーザ光を示す。第１図のし〜ザの慣
流は外部鋭方式であり放電管端１１，１２，２１および
２２はブリュースター角入射が行われフレネル反射損失
が防止さ扛るように斜めに研磨さ扛ている。この場合は
入射面内に電場ベクトルが平行であるＰ偏光成分の発振
が行わ扛るが反射鏡６および６′の偏光反射特性との関
連でこの種のレーザの短所ともなる制約（以下に詳細に
説明）が発生し、その制約の解除が本発明の目的である
。なおレーザ管窓が反射防止膜付窓の場合と内部鏡方式
の場合本例で解かｎる制約は有在しないが前者は光学部
品寿命が短かいこと、後者は封止型し〜ザに虐さないな
どの欠点があり、ブリー−スター慾付レーザ管には実用
的価直が遠くおよばないものである。
折り返し反射鏡６および６′は入射角が４６°の斜め方
向入射であるので上記したＰ偏光成分とこれに直交する
Ｓ偏光成分では反射光にＰおよびＳ成分で位相差を生ず
る。このため直線偏光が入射しても反射光は一般に楕円
偏光となりこのことは折返し反射鏡６および６′が金属
鏡である場合に最も着るしい。レーザ発振の条件の一つ
として光波が共振器内を一往復するたびごとに偏光状態
も再現される必要があるので偏光状態に関する固有方程
式が立てら扛その解である固有偏光状態で発振すること
になる。この固有偏光状態は与えられた条件下で自然に
決定さｎるものである。ところが第１図に示すプリュー
スターレーザ管を用いる時は直線偏光であるＰ偏光成分
以外ではフレネル反射損失が増大してしまうので上記の
固有偏光状態がＰ偏光波である必要がある。このことか
ら第１図に示すようにブリュースターレーザ管１及び２
が共振器と共通の入射面をもつか或いは第２図に示す如
く共振器入射面と直交する入射面をもつかの何社かの条
件がレーザ発振のための必要条件として課せらｎること
になる。こ扛はレーザ発振器構成上の一つの制約であり
この種のレーザの欠点であると云える。
向入射であるので上記したＰ偏光成分とこれに直交する
Ｓ偏光成分では反射光にＰおよびＳ成分で位相差を生ず
る。このため直線偏光が入射しても反射光は一般に楕円
偏光となりこのことは折返し反射鏡６および６′が金属
鏡である場合に最も着るしい。レーザ発振の条件の一つ
として光波が共振器内を一往復するたびごとに偏光状態
も再現される必要があるので偏光状態に関する固有方程
式が立てら扛その解である固有偏光状態で発振すること
になる。この固有偏光状態は与えられた条件下で自然に
決定さｎるものである。ところが第１図に示すプリュー
スターレーザ管を用いる時は直線偏光であるＰ偏光成分
以外ではフレネル反射損失が増大してしまうので上記の
固有偏光状態がＰ偏光波である必要がある。このことか
ら第１図に示すようにブリュースターレーザ管１及び２
が共振器と共通の入射面をもつか或いは第２図に示す如
く共振器入射面と直交する入射面をもつかの何社かの条
件がレーザ発振のための必要条件として課せらｎること
になる。こ扛はレーザ発振器構成上の一つの制約であり
この種のレーザの欠点であると云える。
なお第２図はレーザ１，２の端面１１，１２゜２１．２
２が光軸と垂直に設けら扛ている以外は第１図と同様の
構成である。
２が光軸と垂直に設けら扛ている以外は第１図と同様の
構成である。
本発明は従来の上記欠点を解消するものである。
本発明の一実施例を第３図に示す。同図において、１お
よび２はブリュースター窓付レーザ管、３はレーザ光、
４は全反射鏡、４′は出力結合鏡、５１および６１′は
折返し反射鏡である。従来技術との相違点は折返し反射
鏡６１および５１′として、ＰおよびＳ成分の反射光間
に位相差を生じない反射時１生を有するものを使用する
所にある。従ってレーザ管１内に実線矢印６で示す方向
の直線偏光が立っているとすると反射鏡６１および５１
′における反射を経てからのレーザ管２内での光波は、
直線偏光性が保持さｎＰおよびＳ成分の反射率ＲＰおよ
びＰｓはほぼ等しいので偏光方向も点線矢印６′に示す
如く光の進行方向（へ方向）から１ 見ると不変率ある。レーザ管１および２は光の進行方向
は逆向きであるので同一の方向、すなわちレーザ管１に
おける光の進行方向を共通方向として採用すると実線矢
印６．６′に示す偏光方向の関係になる。即ち第３図に
示す実施例ではレーザ管１あるいは２の何社かはその中
心軸のまわりの［回転の自由度を有し一方の位置が固定
さ扛たなら他方の回転位置が６および６′の実線に示す
ような相互に対称な関係であ扛ばよい。具体的にはし〜
ザ出力が最大になるようにレーザ管の一方のみを軸のま
わりに回転させて最適位置を探せばよい。
よび２はブリュースター窓付レーザ管、３はレーザ光、
４は全反射鏡、４′は出力結合鏡、５１および６１′は
折返し反射鏡である。従来技術との相違点は折返し反射
鏡６１および５１′として、ＰおよびＳ成分の反射光間
に位相差を生じない反射時１生を有するものを使用する
所にある。従ってレーザ管１内に実線矢印６で示す方向
の直線偏光が立っているとすると反射鏡６１および５１
′における反射を経てからのレーザ管２内での光波は、
直線偏光性が保持さｎＰおよびＳ成分の反射率ＲＰおよ
びＰｓはほぼ等しいので偏光方向も点線矢印６′に示す
如く光の進行方向（へ方向）から１ 見ると不変率ある。レーザ管１および２は光の進行方向
は逆向きであるので同一の方向、すなわちレーザ管１に
おける光の進行方向を共通方向として採用すると実線矢
印６．６′に示す偏光方向の関係になる。即ち第３図に
示す実施例ではレーザ管１あるいは２の何社かはその中
心軸のまわりの［回転の自由度を有し一方の位置が固定
さ扛たなら他方の回転位置が６および６′の実線に示す
ような相互に対称な関係であ扛ばよい。具体的にはし〜
ザ出力が最大になるようにレーザ管の一方のみを軸のま
わりに回転させて最適位置を探せばよい。
と扛は二本のレーザ管とも共振器の入射面を基準として
回転方向全最適化しなけｎばならない従来技術に対して
著るしい改良であると云える。
回転方向全最適化しなけｎばならない従来技術に対して
著るしい改良であると云える。
次にＰおよびＳ成分に反射時の位相差を生じない折返し
反射鏡５１および６１′の構造について説明する。前記
したように金属反射鏡では位相差は消去できないので本
発明の折返し反射鏡６１及び６１′としては金属反射鏡
面上に屈折率が大小二種の誘電体膜何層か交互につけた
ものを使用し、その膜厚の組合わせによってＰおよびＳ
成分の反射率が出来るだけ等しくかつ１００％に近い条
件Ｒ８＝ＲＰ＝１ （１）と両成
分の反射に際しての位相ずｎが等量発生する条件 φＰ−φｓ ＝ Ｏ（２） の二条性が同時満足する様にす扛ばよい。この設計は通
常の彷電体多層膜干渉フィルターの評価プログラムラ匣
用し、条 （１）および（２）か所要の精度で達成さ扛
るまで電子計算を続行させることによって行うことがで
き、その方法は周知であるのでここでは省略するがその
結果は屈折率の高い及び低い誘電体層を交互に多数層つ
ければつける程（１ン。
反射鏡５１および６１′の構造について説明する。前記
したように金属反射鏡では位相差は消去できないので本
発明の折返し反射鏡６１及び６１′としては金属反射鏡
面上に屈折率が大小二種の誘電体膜何層か交互につけた
ものを使用し、その膜厚の組合わせによってＰおよびＳ
成分の反射率が出来るだけ等しくかつ１００％に近い条
件Ｒ８＝ＲＰ＝１ （１）と両成
分の反射に際しての位相ずｎが等量発生する条件 φＰ−φｓ ＝ Ｏ（２） の二条性が同時満足する様にす扛ばよい。この設計は通
常の彷電体多層膜干渉フィルターの評価プログラムラ匣
用し、条 （１）および（２）か所要の精度で達成さ扛
るまで電子計算を続行させることによって行うことがで
き、その方法は周知であるのでここでは省略するがその
結果は屈折率の高い及び低い誘電体層を交互に多数層つ
ければつける程（１ン。
θ０を入射角として
λ０
から求めることができる。Ａｑ基板（ｎ＝９．５減衰係
ｄＫ＝ｙａ）の上にＧｅ（ｎ＝４）とＺｎＳ（ｎ＝２−
２）ｋｍ４しｆｃ楊合’１００＝４．５０について計算
すると、ＲＰ、Ｒ８およびΔφ＝１φＰ−φ６１は第１
表のように求められ式（ＩＪ 、 （２）の条件がノー
数と共に満足させて行くことが分った。このような多層
膜は公知の蒸着方法によって作成できる。すなわちＡ９
基板上に膜厚ｏ、６７μのＧｅ膜と、膜厚１・２７つＺ
ｎＳ膜を交互に蒸着方法により１０層形成すｎば、Ｒ８
とＲｐはほとんど等しくなる。
ｄＫ＝ｙａ）の上にＧｅ（ｎ＝４）とＺｎＳ（ｎ＝２−
２）ｋｍ４しｆｃ楊合’１００＝４．５０について計算
すると、ＲＰ、Ｒ８およびΔφ＝１φＰ−φ６１は第１
表のように求められ式（ＩＪ 、 （２）の条件がノー
数と共に満足させて行くことが分った。このような多層
膜は公知の蒸着方法によって作成できる。すなわちＡ９
基板上に膜厚ｏ、６７μのＧｅ膜と、膜厚１・２７つＺ
ｎＳ膜を交互に蒸着方法により１０層形成すｎば、Ｒ８
とＲｐはほとんど等しくなる。
第１表
層数 １（Ｐ（匍 Ｒｓ （％） Δφ（度
）４ ９９．８９４ ９９．９６１
０．１４７６６ ９９．９６５ ９９．９８
９ ０．０５２２８ ９９．９８９
９９．９９７ ０．０１８２１０ ９９．９
９６ ９９．９９９ ０．００６３本発明の
第２の実施例としては第３図の折返し反射鏡６１および
５１′がＰ、Ｓ成分の反射光間に位相差９０°を生じる
ように設定さｎた場合である。
）４ ９９．８９４ ９９．９６１
０．１４７６６ ９９．９６５ ９９．９８
９ ０．０５２２８ ９９．９８９
９９．９９７ ０．０１８２１０ ９９．９
９６ ９９．９９９ ０．００６３本発明の
第２の実施例としては第３図の折返し反射鏡６１および
５１′がＰ、Ｓ成分の反射光間に位相差９０°を生じる
ように設定さｎた場合である。
この時レーザ管１内に直線偏光波が立っているとすると
、反射鏡６１によって反射さ扛た光は円偏光になってし
まう。しかしこの円偏光波は反射鏡５１′により反射さ
扛ると再度直線偏光にもどる。 。
、反射鏡６１によって反射さ扛た光は円偏光になってし
まう。しかしこの円偏光波は反射鏡５１′により反射さ
扛ると再度直線偏光にもどる。 。
但し偏光の方向が第３図の６および６′に示す光の光は
直線偏光波であるのでブリュースターレーザ管を用いる
ことができる。すなわち、一方のレーザ管は任意の位置
にしておき他方のレーザ管を中心軸のまわりに回転させ
、出力最大の所を求め扛ばよい。この様な反射鏡は２式
の代りにφＰ−φ５−９０° （４）の条
件を用い条件（１）と（４）が同時満足さ扛る様に多層
膜の設計をす扛ばよい。このような設計は可能であって
第−表の結合に似た設計パラメータが存在することが実
際の数値計算の結果たしかめられた。
直線偏光波であるのでブリュースターレーザ管を用いる
ことができる。すなわち、一方のレーザ管は任意の位置
にしておき他方のレーザ管を中心軸のまわりに回転させ
、出力最大の所を求め扛ばよい。この様な反射鏡は２式
の代りにφＰ−φ５−９０° （４）の条
件を用い条件（１）と（４）が同時満足さ扛る様に多層
膜の設計をす扛ばよい。このような設計は可能であって
第−表の結合に似た設計パラメータが存在することが実
際の数値計算の結果たしかめられた。
こ扛以外の実施例として第２図の反射鏡６１および６１
′をＰおよびＳ成分の反射光が位相差９００Ｘｎを持つ
様なものにす扛ばよいことは以上の説明から自明である
。その様な反射鏡の設計としてはＣ２武の代９に φＰ−φＢ：：９００Ｘｎ （５）を用い
扛ばよい。
′をＰおよびＳ成分の反射光が位相差９００Ｘｎを持つ
様なものにす扛ばよいことは以上の説明から自明である
。その様な反射鏡の設計としてはＣ２武の代９に φＰ−φＢ：：９００Ｘｎ （５）を用い
扛ばよい。
以上のように本発明はブリュースター窓を持つ複数のレ
ーザ管を折返し反射鏡で直列に結合した折返し型レーザ
において、折返し反射鏡のＰおよびＳ偏光成分の反射光
が位相差９００Ｘｎ（ｎ＝０．１．２・・・・整数）を
持つことを特徴とするもので本発明によればブリュース
ター窓を持つレーザ管を２本或いはそｎ以上用いて多重
折返型共振器を構成する時に第１のレーザ管をその中心
軸のまわりの自由な回転位置に固定することができ、残
るレーザ管を出力が最大になる様回転位置を最適化して
行くことができ、その組立が容易化される利点を有する
。
ーザ管を折返し反射鏡で直列に結合した折返し型レーザ
において、折返し反射鏡のＰおよびＳ偏光成分の反射光
が位相差９００Ｘｎ（ｎ＝０．１．２・・・・整数）を
持つことを特徴とするもので本発明によればブリュース
ター窓を持つレーザ管を２本或いはそｎ以上用いて多重
折返型共振器を構成する時に第１のレーザ管をその中心
軸のまわりの自由な回転位置に固定することができ、残
るレーザ管を出力が最大になる様回転位置を最適化して
行くことができ、その組立が容易化される利点を有する
。
第１図は従来のブリュースター窓付レーザ管を用いた折
返し型レーザで、共振器とレーザ管の入射面が平行の場
合の構成図、５ｇ２図は従来のブリュースター窓付レー
ザ管を用いた折返し型レーザ管の入射面が垂直の場合の
構成図、第３図は本発明の一実施例における折返し型レ
ーザの構成図でである。 １および２・・・・・・レーザ管、３・・・・・レーザ
光、４・・・・・全反射鏡、４１・・・・・・出力結合
鏡、５．５’・・・・・・折返し反射鏡、５１．５１’
・・・・・折返し反射鏡、６ 、６’ 、１１．１２，
２１．２２・・・・・レーザ管のブリュースター窓。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
返し型レーザで、共振器とレーザ管の入射面が平行の場
合の構成図、５ｇ２図は従来のブリュースター窓付レー
ザ管を用いた折返し型レーザ管の入射面が垂直の場合の
構成図、第３図は本発明の一実施例における折返し型レ
ーザの構成図でである。 １および２・・・・・・レーザ管、３・・・・・レーザ
光、４・・・・・全反射鏡、４１・・・・・・出力結合
鏡、５．５’・・・・・・折返し反射鏡、５１．５１’
・・・・・折返し反射鏡、６ 、６’ 、１１．１２，
２１．２２・・・・・レーザ管のブリュースター窓。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第３図
Claims (2)
- （１） ブリュースター窓を有する複数本のレーザ管
を折返し反射鏡により直列に結合するとともに前記折返
し反射鏡で反射された反射光のＰ偏光成分とＳ偏光成分
との間に、９０’Ｘ ｎ （ｎ＝ｏ 、 １ 、２・・
・・）の位相差を有するように折返し反射鏡が構成され
たことを特徴とする折返し型レーザ。 - （２）折返し反射鏡が基板上に誘電体長ノ＃膜を設けた
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の折返し型レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3847082A JPS58155785A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 折返し型レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3847082A JPS58155785A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 折返し型レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58155785A true JPS58155785A (ja) | 1983-09-16 |
Family
ID=12526123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3847082A Pending JPS58155785A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 折返し型レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58155785A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3638678A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-04-16 | Coherent Inc | Lasersystem |
| EP0285397A2 (en) * | 1987-03-31 | 1988-10-05 | Spectra-Physics, Inc. | Cube corner polarizer |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP3847082A patent/JPS58155785A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3638678A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-04-16 | Coherent Inc | Lasersystem |
| DE3623512A1 (de) * | 1985-07-11 | 1987-05-14 | Coherent Inc | Polarisation beibehaltender reflektor und entsprechendes verfahren |
| EP0285397A2 (en) * | 1987-03-31 | 1988-10-05 | Spectra-Physics, Inc. | Cube corner polarizer |
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