JPS58158985A - 折返し型レ−ザ - Google Patents
折返し型レ−ザInfo
- Publication number
- JPS58158985A JPS58158985A JP4206382A JP4206382A JPS58158985A JP S58158985 A JPS58158985 A JP S58158985A JP 4206382 A JP4206382 A JP 4206382A JP 4206382 A JP4206382 A JP 4206382A JP S58158985 A JPS58158985 A JP S58158985A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- windows
- folding
- tubes
- parallel
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- Pending
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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、装置全体の
長大化は望ましいことではないので反射鏡を用いて多段
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を示す。レーザ管１および２
は平行に配置さ扛その中心軸である光学軸は折返し反射
鏡６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、荷に４は
全反射鏡、４′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図のレーザ構成は外
部鏡方式であり放電管端１１，１２，２１および２２は
プリー−スター角入射が行われフレネル反射損失が防止
さ扛る様斜めに研磨さｎている。この場合は入射面内電
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ＪＲ鏡６および６′の偏光反射特曲との関連でこａ）
ｃｉｒ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願の発明の目的である
。なおレーザ菅窓が反射防止膜付窓の場合と内部鏡方式
の場合本発明により解かｎ、る制約は存在しないが前者
は光学ｉ：ｄ’＝晶寿命が短寿命こと、後者は封止型レ
ーザに適さないなどの欠点があリブリーースター窓付レ
ーザ管には実用的両部が遠くおよばない向入射であるの
で上記したＰ偏光成分とこ扛に直交する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
折り返し反射鏡６および５′が金属鏡である場合に最も
著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ｎ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
状態は与えら扛た条件下で自然に決定さ扛るものである
。ところか第１図に示すブＩＪ、−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ｅＡ １ ｌＡに
示すようにブリュースターレーザ看１および２が共振器
と共通の入射向をもつか或いは第２図に示すように共振
器入射尚古直交する入射向を持つ力・の何むかの条件が
レーザ発振のための必要条件として課せら扛ることにな
る。こｆはレーザ共振器構成上の一つの制約であり、こ
の種のし〜ザの欠点であると云える。こｎに対して本発
明はレーザ管の回転方向の制約を一切必要なくし、レー
ザ共振器のアラインメントのみ行えばよいようにしたも
のでレーザの取扱いを大幅に簡易化した折返し型レーザ
を提供するものである。
長大化は望ましいことではないので反射鏡を用いて多段
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を示す。レーザ管１および２
は平行に配置さ扛その中心軸である光学軸は折返し反射
鏡６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、荷に４は
全反射鏡、４′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図のレーザ構成は外
部鏡方式であり放電管端１１，１２，２１および２２は
プリー−スター角入射が行われフレネル反射損失が防止
さ扛る様斜めに研磨さｎている。この場合は入射面内電
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ＪＲ鏡６および６′の偏光反射特曲との関連でこａ）
ｃｉｒ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願の発明の目的である
。なおレーザ菅窓が反射防止膜付窓の場合と内部鏡方式
の場合本発明により解かｎ、る制約は存在しないが前者
は光学ｉ：ｄ’＝晶寿命が短寿命こと、後者は封止型レ
ーザに適さないなどの欠点があリブリーースター窓付レ
ーザ管には実用的両部が遠くおよばない向入射であるの
で上記したＰ偏光成分とこ扛に直交する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
折り返し反射鏡６および５′が金属鏡である場合に最も
著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ｎ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
状態は与えら扛た条件下で自然に決定さ扛るものである
。ところか第１図に示すブＩＪ、−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ｅＡ １ ｌＡに
示すようにブリュースターレーザ看１および２が共振器
と共通の入射向をもつか或いは第２図に示すように共振
器入射尚古直交する入射向を持つ力・の何むかの条件が
レーザ発振のための必要条件として課せら扛ることにな
る。こｆはレーザ共振器構成上の一つの制約であり、こ
の種のし〜ザの欠点であると云える。こｎに対して本発
明はレーザ管の回転方向の制約を一切必要なくし、レー
ザ共振器のアラインメントのみ行えばよいようにしたも
のでレーザの取扱いを大幅に簡易化した折返し型レーザ
を提供するものである。
本発明の実施例を第３図に示す。同図は最も簡単な場合
である２段折返し型レーザの場合であるが本発明の主旨
は３段以上の多段折返し型共振器に用いることができる
。同図に示すμｎぐ本発明のし〜ザ管は２本のレーザ管
７および７′が同一の共振外管９の中に一体に設けらｎ
ている。ＣＯ２レーザの場合は外管９は水ジャケットに
すｎは良く同図にはさらに水の出入口８および８′ヲ示
す。
である２段折返し型レーザの場合であるが本発明の主旨
は３段以上の多段折返し型共振器に用いることができる
。同図に示すμｎぐ本発明のし〜ザ管は２本のレーザ管
７および７′が同一の共振外管９の中に一体に設けらｎ
ている。ＣＯ２レーザの場合は外管９は水ジャケットに
すｎは良く同図にはさらに水の出入口８および８′ヲ示
す。
このレーザ管７，７′は両端部にブリュースター窓７１
、７２ 、７１’ 、 ７２’をつけるべき斜方向カ
ットがなさ扛でいるが、本発明の特徴としてブリュース
ター窓７１及び７１′おらびに７２および７２′はそ扛
ぞｎ同一平面をなすか或いは相互に平行である様な何時
を行うものとする。この時加工精度の範囲内で両管につ
いての入射向はそ扛ぞ扛乎行であってこの平行関係はレ
ーザ管の増付時特に両者の平行関係を考旙することなく
自動的に達成さ扛るものである。４および４′はそ扛ぞ
ｎ全反射鏡および出力結合鏡である。また５１および６
１′は折返し反射鏡であるが本発明では特にそのＰおよ
びＳ成分反射光が反射に際して位相差９ｏ０〔より一般
的には９００ｘ（２ｎ＋１ ）。
、７２ 、７１’ 、 ７２’をつけるべき斜方向カ
ットがなさ扛でいるが、本発明の特徴としてブリュース
ター窓７１及び７１′おらびに７２および７２′はそ扛
ぞｎ同一平面をなすか或いは相互に平行である様な何時
を行うものとする。この時加工精度の範囲内で両管につ
いての入射向はそ扛ぞ扛乎行であってこの平行関係はレ
ーザ管の増付時特に両者の平行関係を考旙することなく
自動的に達成さ扛るものである。４および４′はそ扛ぞ
ｎ全反射鏡および出力結合鏡である。また５１および６
１′は折返し反射鏡であるが本発明では特にそのＰおよ
びＳ成分反射光が反射に際して位相差９ｏ０〔より一般
的には９００ｘ（２ｎ＋１ ）。
ｎは正整数〕を生じる様な反射特性を有することを要求
する。この様な折返し反射鏡５１．５１’は金属鏡の上
に屈折率の大小の誘電体を多層蒸着することによって得
ら扛、近年反射型９ｏＯ移相板として販売さ扛ているも
のであるのでここでは詳述しない。この棟の反射鏡ヲ本
発明に応用することの利点は次の通りでする。レーザ管
７の内・９ｂに右方に進行する円６の実線矢印方向に示
す開光方向を持つ直−偏光波があるものとする。この尤
は折返し反射鏡５１によって反射さγＬるとＰおよびＳ
成分間に９０°の位相差を生じ且その反射率はほぼ１に
近いので円偏光反射光となる。この円偏光が折返し反射
鏡６１′によって反射されると同戻６１′のＰおよびＳ
成分間の９００位相差により再度直線偏光に戻るがし〜
ザ管７′中の光はレーザ管７中の光に対してＰおよびＳ
成分間で１８ｏ０の位相差をもつのでレーザ管７′中の
直線偏光方向は光の進行方向（Ａ方向）から見ると６′
に示す実線矢印の方向となる。即ち光の進行方向（へ方
向）から見るとレーザ管７及び７′中の直線偏光方向は
共振器の入射面即ち第３図の紙面と垂、直方向の座標軸
に関して対称関係になる。しかしレーザ官７及び７′で
の光の進行方向はお互に逆向きであるのでこｎを共通の
空間内で兄る時偏尤方向はレーザ管７については６の実
線、レーザーｇ７１については６′の点、尿の矢印で示
すように゛ト行の関係になる。ところがこの平行関係は
本発明にあってはし〜ザ管７及び７′が一体の構造であ
るのでブリー−スター窓７１及び７１′並ひに７２およ
び７２′はそｎぞれ同時に研磨さ扛平行に作成さｎ６た
め製作時に確保さ扛ているものであり、独立の２本のレ
ーザ管を用いた場合の如く相互の回転方向を一致させる
ことが不要となる。また第３図６の中の偏光方向はとｎ
全任意に選んだものであるのでし〜ザ管７および７′の
ブリュースター窓の平行関係だけか求めら扛ており、そ
もそもこの方向がいかに作製さｎようと、捷たいかに設
定しようと自由である。従って第３図の場合はレーザ管
の入射面が紙面に垂直になる様描かｎているが、こγＬ
はレーザ管の構造上自由に選んでよいし、レーザ管の共
振器への取付けに際しても回転方向は本発明の主旨から
は自由に選んでよく便利である。しかも第３図に示すブ
リュースター窓７１．７１’及び７２．７２’の方向は
プＩＪ、−スター窓面全同一平面上に選べるのでレーザ
管の研ぼけ簡略化できて都合がよい。し〜ザ光線は直線
偏光であって出力結合鏡４′より射出ビーム３となって
発射さ扛る。
する。この様な折返し反射鏡５１．５１’は金属鏡の上
に屈折率の大小の誘電体を多層蒸着することによって得
ら扛、近年反射型９ｏＯ移相板として販売さ扛ているも
のであるのでここでは詳述しない。この棟の反射鏡ヲ本
発明に応用することの利点は次の通りでする。レーザ管
７の内・９ｂに右方に進行する円６の実線矢印方向に示
す開光方向を持つ直−偏光波があるものとする。この尤
は折返し反射鏡５１によって反射さγＬるとＰおよびＳ
成分間に９０°の位相差を生じ且その反射率はほぼ１に
近いので円偏光反射光となる。この円偏光が折返し反射
鏡６１′によって反射されると同戻６１′のＰおよびＳ
成分間の９００位相差により再度直線偏光に戻るがし〜
ザ管７′中の光はレーザ管７中の光に対してＰおよびＳ
成分間で１８ｏ０の位相差をもつのでレーザ管７′中の
直線偏光方向は光の進行方向（Ａ方向）から見ると６′
に示す実線矢印の方向となる。即ち光の進行方向（へ方
向）から見るとレーザ管７及び７′中の直線偏光方向は
共振器の入射面即ち第３図の紙面と垂、直方向の座標軸
に関して対称関係になる。しかしレーザ官７及び７′で
の光の進行方向はお互に逆向きであるのでこｎを共通の
空間内で兄る時偏尤方向はレーザ管７については６の実
線、レーザーｇ７１については６′の点、尿の矢印で示
すように゛ト行の関係になる。ところがこの平行関係は
本発明にあってはし〜ザ管７及び７′が一体の構造であ
るのでブリー−スター窓７１及び７１′並ひに７２およ
び７２′はそｎぞれ同時に研磨さ扛平行に作成さｎ６た
め製作時に確保さ扛ているものであり、独立の２本のレ
ーザ管を用いた場合の如く相互の回転方向を一致させる
ことが不要となる。また第３図６の中の偏光方向はとｎ
全任意に選んだものであるのでし〜ザ管７および７′の
ブリュースター窓の平行関係だけか求めら扛ており、そ
もそもこの方向がいかに作製さｎようと、捷たいかに設
定しようと自由である。従って第３図の場合はレーザ管
の入射面が紙面に垂直になる様描かｎているが、こγＬ
はレーザ管の構造上自由に選んでよいし、レーザ管の共
振器への取付けに際しても回転方向は本発明の主旨から
は自由に選んでよく便利である。しかも第３図に示すブ
リュースター窓７１．７１’及び７２．７２’の方向は
プＩＪ、−スター窓面全同一平面上に選べるのでレーザ
管の研ぼけ簡略化できて都合がよい。し〜ザ光線は直線
偏光であって出力結合鏡４′より射出ビーム３となって
発射さ扛る。
以上のように本発明はブリュ−スター窓を有する複数本
のレーザ管全折返し反射鏡によって直列結合した折返し
型レーザにおいて、折返し反射鎖をＰ及びＳ成分の反射
光に対して位相差９００Ｘ（２ｎ＋１）’（”は正整数
かＱ ） ’ｆｃ生ずる反射特性を有するもので構成せ
しめ、かつ複数個のし〜ザ・θは共通一体構造を構成せ
しめたもので、不発明によ扛ば折返し型レーザで要求さ
扛る固有偏光状態とプＩＪ、−スターレーザ管の偏光状
態の整合が自動的に実視さ汎るのでレーザ管の取付は時
に特別な偏光面整合のための調整が不要となる利点を有
する。
のレーザ管全折返し反射鏡によって直列結合した折返し
型レーザにおいて、折返し反射鎖をＰ及びＳ成分の反射
光に対して位相差９００Ｘ（２ｎ＋１）’（”は正整数
かＱ ） ’ｆｃ生ずる反射特性を有するもので構成せ
しめ、かつ複数個のし〜ザ・θは共通一体構造を構成せ
しめたもので、不発明によ扛ば折返し型レーザで要求さ
扛る固有偏光状態とプＩＪ、−スターレーザ管の偏光状
態の整合が自動的に実視さ汎るのでレーザ管の取付は時
に特別な偏光面整合のための調整が不要となる利点を有
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人 。 ｄｉｆｉが平行の場合の構成図、第２図は従来のブリュ
ースター窓付し−ザ菅ヲ用いた折返し型レーザで、共振
器とレーザ管の入射面が世直の場合の構成図、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あ
る。 １．２・・・・・ブリュースター窓付レーザ管、１１．
１２，２１，２２・ｅ・・台斡ブリュースター窓、３＃
・・・・・・レーザ光、４・・・・・・全反射鏡、４′
・・・・・出力結合鏡、５，５’・・・・・・折返し反
射ｍ、ｓｌ 、５１’・・・・・・折返し反射鏡、７，
７′・・・・・・レーザ管、７１．７１’、７２．７２
’・・・・・・レーザ管の両端部にするプリー−スター
窓、８，８′・・・・・冷却水出入口、９・・・・・・
レーザ管外１刑菅。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
返し型レーザで、共振器とレーザ管の人 。 ｄｉｆｉが平行の場合の構成図、第２図は従来のブリュ
ースター窓付し−ザ菅ヲ用いた折返し型レーザで、共振
器とレーザ管の入射面が世直の場合の構成図、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あ
る。 １．２・・・・・ブリュースター窓付レーザ管、１１．
１２，２１，２２・ｅ・・台斡ブリュースター窓、３＃
・・・・・・レーザ光、４・・・・・・全反射鏡、４′
・・・・・出力結合鏡、５，５’・・・・・・折返し反
射ｍ、ｓｌ 、５１’・・・・・・折返し反射鏡、７，
７′・・・・・・レーザ管、７１．７１’、７２．７２
’・・・・・・レーザ管の両端部にするプリー−スター
窓、８，８′・・・・・冷却水出入口、９・・・・・・
レーザ管外１刑菅。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (3)
- （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、９００Ｘ （２ｎ＋１ ）。 （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、前記複数本のレーザ管の両端に
位置するブリュースター窓群それぞれの各窓表面が互い
に平行であることを特徴とする折返し型レーザ。 - （２）複数本のレーザ管が一体構造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。 - （３）折返し反射鏡が基板上に誘電体多層膜を設けたも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の折返し型レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206382A JPS58158985A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 折返し型レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206382A JPS58158985A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 折返し型レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58158985A true JPS58158985A (ja) | 1983-09-21 |
Family
ID=12625636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4206382A Pending JPS58158985A (ja) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | 折返し型レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58158985A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988000764A1 (en) * | 1986-07-18 | 1988-01-28 | Fanuc Ltd | Gas laser device |
-
1982
- 1982-03-16 JP JP4206382A patent/JPS58158985A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988000764A1 (en) * | 1986-07-18 | 1988-01-28 | Fanuc Ltd | Gas laser device |
| US4907241A (en) * | 1986-07-18 | 1990-03-06 | Fanuc Ltd | Gas laser device |
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