JPS5824030B2 - Laser that can tune a wide range of wavelengths - Google Patents
Laser that can tune a wide range of wavelengthsInfo
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- JPS5824030B2 JPS5824030B2 JP54135828A JP13582879A JPS5824030B2 JP S5824030 B2 JPS5824030 B2 JP S5824030B2 JP 54135828 A JP54135828 A JP 54135828A JP 13582879 A JP13582879 A JP 13582879A JP S5824030 B2 JPS5824030 B2 JP S5824030B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザに関し、さらに詳しくは、広く整調で
きるクロームのまざったベリリウム酸アルミニウムレー
ザおよびこれらのレーザの操作に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to lasers, and more particularly to widely tunable chromium-doped aluminum beryllate lasers and the operation of these lasers.
レーザ材料は多くの原子(または分子)をその基底状態
よりも高いエネルギー水準に励起させ、この材料が誘導
放出(stimulated emission )で
きるようにする方法でエネルギーを吸収するこれら材料
の能力に依存している。Laser materials depend on the ability of these materials to absorb energy in such a way that many atoms (or molecules) are excited to a higher energy level than their ground state, allowing the material to undergo stimulated emission. There is.
もし、適当な波長の光がこのような励起した材料に照射
するとこの材料は照射光と同じ波長、位相および方向を
有する光をさらに誘導放出することができる。If light of a suitable wavelength is irradiated onto such an excited material, the material can stimulate further emission of light having the same wavelength, phase and direction as the irradiated light.
このような光は入射光の強度を増加させることによって
、光増幅を示す。Such light exhibits optical amplification by increasing the intensity of the incident light.
レーザ作用は、1960年にルビー(Al2O3:Cr
”)、結晶固体系を使って初めて証明された。Laser action was developed in 1960 by ruby (Al2O3:Cr).
”), was demonstrated for the first time using a crystalline solid system.
それ以来、このレーザ作用は他の結晶性固体系と同様に
ガス、液体およびガラス系においても達成された。Since then, this lasing action has been achieved in gas, liquid and glass systems as well as in other crystalline solid systems.
これらレーザのすべては、そのほとんどがナノメートル
以下の帯域幅だけしか整調しえないけれども、波長の整
調が可能である。All of these lasers are wavelength tunable, although most are only tunable over a sub-nanometer bandwidth.
波長を広い範囲にわたって整調しうるレーザ(すなわち
、広く整調しうる範囲を有しているレーザ)は、科学、
工業上の応用分野(例えば同位体の分離)においてきわ
めて有益であるが、しかしこれらのレーザも液状媒体色
素レーザ(1iquid medium dyelas
ers )についてはもともと制約されていた。Lasers whose wavelengths can be tuned over a wide range (i.e., lasers with a wide tunable range) are used in science,
Although extremely useful in industrial applications (e.g. isotope separation), these lasers are also very useful in liquid medium dye lasers (e.g. isotope separation).
ers) were originally restricted.
しかしながら、[音響量子−終結J (phonon−
ter m1nated )または[電子振動J(v
ib−ronic)レーザと呼ばれている広く整調しう
る固態のホスト(host )型のレーザのごくわすか
しか知られていないカブコリーが存在している。However, [phonon-
ter m1nated ) or [electronic vibration J(v
There are only a few known types of widely tunable solid-state host-type lasers called ib-ronic lasers.
最も一般的に広く整調しうる色素レーザはいくつかの欠
点を有している。The most commonly widely tunable dye lasers have several drawbacks.
これらのレーザは、一般?2、これらの液体宿主が熱に
対して不安定であり、また高出力用に利用するには色素
の流れを維持する補助装置を必要とするので平均的な出
力性能に一般に限界がある。Are these lasers common? 2. Average power performance is generally limited because these liquid hosts are thermally unstable and high power applications require auxiliary equipment to maintain dye flow.
これらレーザの寿命は有機色素物質の分解により限界が
ある。The lifetime of these lasers is limited by the decomposition of the organic dye material.
色素や溶剤のうちのいくつかのものは有毒であり、さら
に/あるいは腐蝕性である。Some of the dyes and solvents are toxic and/or corrosive.
さらにまた、色素レーザは本質的にQ−スイッチをする
ことができない。Furthermore, dye lasers are inherently incapable of Q-switching.
ホスト型(host type)レーザはレーザ成分
として不純物のイオンを固体のホストに希薄な濃度で添
加して用いている。A host type laser uses impurity ions added to a solid host at a dilute concentration as a laser component.
電子振動レーザにはいろいろなホスト型レーザがあり、
これらは光量子(光量子)の放出と同時に発生する振動
量子(音響量子)の放出からこれらレーザの整調性を引
き出す。There are various host type lasers in electronic vibration lasers.
They derive their tunability from the emission of vibrational quanta (acoustic quanta) that occurs simultaneously with the emission of photons (optical quanta).
電子振動レーザで同時に放出する光量子と音響量子のエ
ネルギーは一緒にした純粋に電子的な、すなわち「非光
量子」の遷移状態のエネルギーになる。The energy of optical and acoustic quanta emitted simultaneously by an electron vibration laser becomes the energy of a purely electronic, ``non-photon'' transition state.
電子振動レーザの広い波長整長能力は光量子の放出を補
ぎなう広いエネルギー音響量子の連続体によるものであ
る。The wide wavelength tuning capability of electro-oscillatory lasers is due to the wide energy acoustic quantum continuum that complements the emission of photons.
いくつかの電子振動レーザについては、エル・エフ・ジ
ョンソン(L−F−Johnson )らの[光量子−
基底光学メーザJ (Phonon−Ter −min
ated 0ptical Masersパフイジ
イカルレビュー(Phys−Rev・)149.179
。Regarding some electron vibration lasers, L-F-Johnson et al.
Basis optical maser J (Phonon-Ter-min
ated 0ptical Masers Puff Physical Review (Phys-Rev・) 149.179
.
1966に記載されている。Described in 1966.
これらは、すべて、これらの電子振動スペクトルの構造
と関連した致命的な整調性不連続をもたらす。These all lead to critical tunability discontinuities associated with the structure of these electronic vibrational spectra.
さらに、これらのレーザは低温で操作しなければならな
い。Furthermore, these lasers must operate at low temperatures.
常温での電子振動レーザの放出は、Ho3+を不純物と
して含むB aY2 F8の2.17μmのところの赤
外線で観察された〔(エル・エフ・ジョンソン(L・F
−Johnson )とエッチ・ジエイ・グーゲンハイ
ム(H、J −Guggenheim )のIBaY2
FaのHo”+からの電子−および光量子終結レーザ放
出」(Electronic and Phono
n TerminatedLaser Emissi
on fromHo”+1nBaY2F8J(IEE
E J −Quantum Electron、 )
)o Lかしながら、このレーザのパルス闇値は、かな
り高(450Jである。Electron vibration laser emission at room temperature was observed in the infrared at 2.17 μm in BaY2F8 containing Ho3+ as an impurity [(L.F. Johnson)
-Johnson) and H.J. Guggenheim (IBaY2)
"Electron- and Photon-Terminated Laser Emission from Ho"+ of Fa"
n Terminated Laser Emissi
on fromHo”+1nBaY2F8J (IEE
E J -Quantum Electron, )
)oL However, the pulse darkness value of this laser is quite high (450 J).
真空紫外線での常温の電子振動レーザ放出はNd3+、
Er3+−1およびTm3+を含んだ(ドープした)ト
リフルオライドにおいて予言されている〔ケー・エッチ
・ヤング(K 、H,Yang)とジエイ・ニー・デル
力(JA 、 DeLuca)の[Nd”−1Er5+
−1およびTm”−を含んだ(ドープした)トリフルオ
ライドおよび1650〜2600人からの整調可能なコ
ヒーレンス源j 、Appl、Phys、Lett 。Electron vibration laser emission at room temperature with vacuum ultraviolet rays is Nd3+,
Predicted in (doped) trifluorides containing Er3+-1 and Tm3+ [Nd''-1Er5+ by K, H, Yang and JA, DeLuca]
-1 and Tm''-containing (doped) trifluorides and tunable coherence sources from 1650-2600, Appl, Phys, Lett.
29.499.1c+76〕。29.499.1c+76].
しかしながら、このような材料からの予想された整調し
うるレーザ放出はケイ光の寿命が短いためにレーザポン
ピング(1aser pumping)を必要とする
。However, the expected tunable laser emission from such materials requires laser pumping due to the short lifetime of the fluorescence.
可視光で操作する広帯域常温固体レーザについても整調
できるレーザ作用が予言されている〔(アール・ダブリ
ュー・ボイド(R,W。Tunable laser action has also been predicted for broadband room-temperature solid-state lasers operated with visible light (R.W. Boyd, R.W.).
Boyd )とジエイ・エフ・オウェン(J、F。Boyd) and G.F. Owen (J.F.
Owen )およびケー・ジエイ・ティガーデン(K。Owen) and K.G.
J 、 Teegarden )の[リチウムフルオラ
イドのエムセンターのレーザ作用(La5er Ac
tionof M Centers in Li
thiumFluoride)Jアイイーイーイー・ジ
エイ・クオンタムエレクトロン(IEEE J 、
Quantum Electron )のキュイー−1
4(QE−l4)、697,1978)。J, Teegarden) [Laser action of the em center of lithium fluoride (La5er Ac
tion of M Centers in Li
thiumFluoride) J IEEE Quantum Electron (IEEE J,
QUIE-1 of Quantum Electron
4 (QE-14), 697, 1978).
整調しうるレーザの出力波長を整調させることは光学共
振器内に波長を選択する性質を有している任意の光学エ
レメントを内蔵させることにより達成することができる
。Tuning the output wavelength of a tunable laser can be achieved by incorporating any optical element having wavelength-selective properties within the optical resonator.
この結果、ある一定の波長を有している光のみを活性媒
体により増幅させることが容易となる。As a result, it becomes easy to amplify only light having a certain wavelength by the active medium.
このエレメントの選択に関する唯一の制約は次の点にあ
る。The only constraints on the selection of this element are:
すなわち、このエレメントの選択がレーザの振動を防ぐ
ために選択された波長のところで、このような大きさの
光学的損失をもちこまないことである。That is, the selection of this element should not introduce optical losses of this magnitude at the wavelength chosen to prevent laser oscillations.
このようなエレメントの1つの例はレーザ媒体と1端に
ある鏡との間にある光学的な空胴内に置かれたプリズム
である。One example of such an element is a prism placed within an optical cavity between the laser medium and a mirror at one end.
このプリズムは、いろいろな角度で、いろいろな波長の
光を反射する。This prism reflects light of different wavelengths at different angles.
光学的な共振器を形成している両端の鏡の間にレーザ共
振を保つために、この鏡は反射光がこれらの表面に対し
て垂直であるように完全に一直線に並んでいなければな
らない。To maintain laser resonance between the end mirrors forming the optical cavity, the mirrors must be perfectly aligned so that the reflected light is perpendicular to these surfaces. .
このように、プリズムを通過する光に対してこれらの光
学的な共振器の鏡のうちの1つを回動させることにより
、レーザ共振を限定された、選択可能な放出スペクトル
の部分に限定することが可能である。Thus, by rotating one of these optical cavity mirrors relative to the light passing through the prism, one confines the laser resonance to a limited, selectable portion of the emission spectrum. Is possible.
整調法の別の方法は、プリズムの代りに、調整可能な光
学格子または出力波長を選択するために回動または回転
することができる1個または数個の複屈折プレートから
なる複屈折フィルターを利用する。Another method of pacing utilizes, instead of prisms, birefringent filters consisting of adjustable optical gratings or one or several birefringent plates that can be pivoted or rotated to select the output wavelength. do.
整調は、またこのレーザの出口端のところに、縦長の色
収差を有しているレンズを置いてこれを達成することが
できる。Tuning can also be accomplished by placing an elongated chromatic lens at the exit end of the laser.
このレンズを動かしてレーザ媒体に近づけたり遠ざけた
りしてレーザ放出の波長を変える。The lens is moved closer or further away from the laser medium to change the wavelength of the laser emission.
放出した輻射線のスペクトルの幅は、共振器に内蔵され
た整調エレメントを適当に選ぶことにより、これを広い
範囲にわたってコントロールすることができる。The spectral width of the emitted radiation can be controlled over a wide range by appropriately selecting the tunable elements built into the resonator.
連続的に狭い伝達帯域幅を有しているエレメント、例え
ば複合エタロン(multipleetalon )を
用いると、レーザ゛の出力をこのレーザの共振器の単一
振動方式にまで狭めることができる。By using elements with a continuously narrow transmission bandwidth, for example a multiple etalon, the output power of the laser can be narrowed down to a single oscillation mode of the laser's resonator.
ブーギン(Bukin)ら(S ov 、 J 、 Q
uan tumElectron、8(5)、 671
、1979年5月)は、77にでのアレキサンドライ
トからの誘導放出について報告している。Bukin et al. (Sov, J, Q
uan tum Electron, 8(5), 671
, May 1979) reported stimulated emission from alexandrite in 77.
出力波長は結晶温度を変えることによって0.5nm以
下の範囲にわたって変更可能である。The output wavelength can be varied over a range of 0.5 nm or less by changing the crystal temperature.
1976年12月14日にアール・シー・モーリス(R
、C、Morris)とシー・エフ・クライン(C、F
、 C11ne)に発行した米国特許第3.997,
853号には、実質的にα−C面に沿って配向させた3
価のクロームを不純物として約0.005〜1.0原子
パーセントの濃度で含む(ドープさせた)べIJ IJ
ウムアルミネートの単一結晶からの6804A(680
,4nm)の波長でのレーザ゛放出が開示されている。On December 14, 1976, R. C. Morris (R.
, C. Morris) and C.F. Klein (C.F.
, U.S. Patent No. 3.997 issued to C11ne),
No. 853 discloses 3 oriented substantially along the α-C plane.
IJ containing (doped) chromium as an impurity at a concentration of about 0.005 to 1.0 atomic percent
6804A (680
, 4 nm) is disclosed.
これらの結晶はクリソベリル構造、斜方晶系構造(撤攬
石)を有する同形である)を有している。These crystals have a chrysoberyl structure, which is isomorphic with an orthorhombic structure (exclusite).
この構造の空間群はα=0.9404 nm、 b=0
.5476 nmおよびc= 0.4427 nmの格
子パラメータを有するpnmaである。The space group of this structure is α=0.9404 nm, b=0
.. pnma with lattice parameters of 5476 nm and c=0.4427 nm.
この明細書に用いられている[アレキサンドライ日とい
う用語は、クリソベリル構造の3価のクロームを不純物
として含むベリリウムアルミネート(BeA 1204
: Cr +a)のことである。As used in this specification, the term alexandrite refers to beryllium aluminate (BeA 1204) containing trivalent chromium with a chrysoberyl structure as an impurity.
: Cr + a).
この発明によれば、広く波長を整調しうるレーザは、ア
ルミニウムサイトに関して約0.002から10原子パ
ーセントの濃度の3価のクロームドーピングを有してい
るアレキサンドライトの単結晶からなるレーザ媒体;干
渉性輻射線を放出する前記レーザ媒体を誘導するための
装置;および赤色から赤外線のスペクトル範囲の前記の
干渉性輻射線を整調する整調手段からなっている。According to the present invention, a broadly wavelength tunable laser is provided with a laser medium consisting of a single crystal of alexandrite having a concentration of trivalent chromium doping of about 0.002 to 10 atomic percent with respect to the aluminum sites; a device for guiding said laser medium emitting radiation; and pacing means for pacing said coherent radiation in the red to infrared spectral range.
この発明のレーザ媒体は広く波長を整調しうるというこ
とはかなり予想外であった。It was quite unexpected that the laser medium of this invention is broadly wavelength tunable.
680.4nm(第1図)のところにピークの出力を有
するレーザ媒体のR−ラインの蛍光はルビーのそれと同
様である。The R-line fluorescence of the laser medium with peak power at 680.4 nm (FIG. 1) is similar to that of ruby.
なおルビーのレーザ放出は広く波長を整調しうるものと
は考えられていない。Note that ruby laser emission is not thought to be able to be tuned over a wide range of wavelengths.
類推すると、680.4nmのところにある米国特許第
3.997,853号に開示されているレーザ放出も同
様に広く波長を整調しうろことが期待されない。By analogy, the laser emission disclosed in US Pat. No. 3,997,853 at 680.4 nm would not be expected to tune similarly broadly.
さらに、ブーキン(Bukin)らの上記の論文はR1
ラインのところ(液体窒素温度のところ)の放出を報告
しているのみならず、679.87−680.331m
%すなわち0.5部m以下の放出波長の変動についても
特に記載している。Furthermore, the above paper by Bukin et al.
Not only do they report emissions at the line (at liquid nitrogen temperature), but also at 679.87-680.331 m.
% or less than 0.5 parts m are also specifically mentioned.
これはレーザが広く整調しえないことを示すものである
。This indicates that the laser cannot be broadly tuned.
実際、室温レーザ放出波長(中程度の励起エネルギーを
用いる)が、680部mよりも相当に長いことを発見し
、この放出が純粋な電子遷移の振動側波帯内にあること
を認識したあとに、アレキサンドライトが広く整調可能
なレーザ媒体である可能性は研究され確立された。Indeed, after discovering that the room temperature laser emission wavelength (using moderate excitation energies) is considerably longer than 680 parts m, and realizing that this emission lies within the vibrational sideband of a purely electronic transition, The potential of alexandrite as a broadly tunable laser medium was investigated and established.
整調可能性のほかに、アレキサンドライトレーザ媒体に
より与えられる別の利点は4−レベル操作である。Besides tunability, another advantage offered by alexandrite laser media is four-level operation.
4−レベルレーザはレーザのトランスミッションの最終
水準がイオン基底状態でないという事実によって特徴づ
けられるレーザの種類である。Four-level lasers are a type of laser characterized by the fact that the final level of laser transmission is not the ionic ground state.
このようなレーザでは、もし励起されていない基底状態
のイオンによるレーザ放出の再吸収がレーザ゛ホスト内
で起るとするならば、これはごくわずかである。In such lasers, very little, if any, reabsorption of the laser emission by unexcited ground state ions occurs within the laser host.
これは、低い閾値とレーザの高効率の操作を可能にする
ものである。This allows for low thresholds and high efficiency operation of the laser.
他の音響量子−最終レーザにおけると同じようにアレキ
サンドライトにおいて、レーザ゛のトランスミッション
は音響量子と光量子の同時的な放出を含み、このためこ
の放出の再吸収には両者の量子の同時的な吸収が要求さ
れる。In alexandrite, as in other acoustic quantum-final lasers, the transmission of the laser involves the simultaneous emission of acoustic and optical quanta, so that the reabsorption of this emission involves the simultaneous absorption of both quanta. required.
この再吸収の可能性は低く、このためアレキサンドライ
ト4−レベルレーザのレーザ作用の観察される閾値は低
い。The possibility of this reabsorption is low, and therefore the observed threshold of lasing in alexandrite 4-level lasers is low.
この発明の整調しうるレーザは整調しうる色素レーザと
先に知られた電子振動レーザの両者の欠点を解消するも
のである。The tunable laser of the present invention overcomes the deficiencies of both tunable dye lasers and previously known electron vibration lasers.
高出力の操作が補助的な装置を必要とせずに達成され;
Q−スイッチ操作が可能であり;そしてレーザ媒体が安
定であり、さらに毒性も腐蝕もない。High power operation is achieved without the need for auxiliary equipment;
Q-switch operation is possible; and the laser medium is stable and non-toxic and non-corrosive.
放出はスペクトルの可視領域にその1部がある。The emission is partly in the visible region of the spectrum.
整調しらる干渉性輻射線を発生させるためにこの発明の
レーザを用いをと、レーザの利得が温度の増加につれて
増加するという予想外のことがわかった。Using the laser of the present invention to generate tunable coherent radiation, it has been unexpectedly discovered that the gain of the laser increases with increasing temperature.
従って、温度の高いところで操作することが好ましい。Therefore, it is preferable to operate at high temperatures.
しかしながら、もし、必要ならば、常温または常温に近
い温度を用いることもできる。However, if desired, ambient or near ambient temperatures can be used.
以下に本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be explained in more detail below.
本発明に用いられるレーザ媒体はアルミニウムサイトに
関して約0.002から10原子パーセント好ましくは
約0601から1.0原子パーセント、より好ましくは
約0.1から0.4原子パーセントの濃度の酸化のクロ
ーム不純物(ドーピング)を有しているアレキサンドラ
イトの単一結晶からなる。The laser medium used in the present invention contains oxidized chromium impurities at a concentration of about 0.002 to 10 atomic percent, preferably about 0.601 to 1.0 atomic percent, more preferably about 0.1 to 0.4 atomic percent, with respect to aluminum sites. Consists of a single crystal of alexandrite with (doping).
このレーザ媒体はオプチカルポンピングソース(opt
ical pumping 5ource )によ
り励起され、干渉性輻射線を放出する。This laser medium is an optical pump source (opt).
ical pumping 5sources) and emits coherent radiation.
好ましくは、この輻射線は、結晶のa −c面に沿った
方向に伝え、このa −c面に実質的に垂直な偏光した
電気ベクトルを有している。Preferably, the radiation is directed along the a-c plane of the crystal and has a polarized electric vector substantially perpendicular to the a-c plane.
このレーザ媒体の製造と特性に関する詳細な説明につい
ては、米国特許第3.997,853号に開示されてい
る。A detailed description of the fabrication and properties of this laser medium is disclosed in US Pat. No. 3,997,853.
この発明のレーザー媒体は任意の適当なオプチカルポン
ピングソースを用いて励起させられる。The laser medium of this invention may be pumped using any suitable optical pumping source.
このばあい、非干渉性のものまたは干渉性のものおよび
連続性のものまたはパルス的なもののいずれでもよい。In this case, it may be non-coherent or coherent, continuous or pulsed.
十分な励起は、約700 nmよりも短い波長を用いて
特におこなわれる。Sufficient excitation is particularly achieved using wavelengths shorter than about 700 nm.
適当な非干渉性源の例は、キセノンおよび/またはクリ
プトンを充満させたガス状放出ランプ(連続またはパル
スで操作するように設計されている)および水銀、ナト
リウム、セシウム、ルビジウムおよび/またはカリウム
のような金属蒸気源である。Examples of suitable incoherent sources are gaseous emission lamps filled with xenon and/or krypton (designed for continuous or pulsed operation) and mercury, sodium, cesium, rubidium and/or potassium. It is a metal vapor source such as
連続水銀アークランプは連続レーザ操作用のポンピング
ソースとして特に適しており、またパルスキセノンアー
クランプもパルスレーザ操作用のポンピングソースとし
て特に適している。Continuous mercury arc lamps are particularly suitable as pumping sources for continuous laser operation, and pulsed xenon arc lamps are also particularly suitable as pumping sources for pulsed laser operation.
干渉性ポンピングソースはCr”+のドーパントイオン
(dopant i on )基底状態により吸収さ
れるが、しかし、励起状態により過度に吸収されない放
出波長を有していなければならない。The coherent pumping source must have an emission wavelength that is absorbed by the Cr''+ dopant ion ground state, but not excessively absorbed by the excited state.
連続励起のためにはクリプトンイオンとアルゴンイオン
のレーザがその代表である。For continuous excitation, krypton ion and argon ion lasers are representative.
パルスレーザ励起に関しては、十分な力と595部m以
下の放出波長を有している任意の干渉性光源のほとんど
のものが現在のレーザ用の有効なポンプ(pump)で
ある。For pulsed laser pumping, almost any coherent light source with sufficient power and an emission wavelength of 595 parts m or less is an effective pump for current lasers.
適当な光源の例は2つ重ねたNd : YAG1エクサ
イマーレーザ(excimer 1asers)およ
び窒素レーザである。Examples of suitable light sources are two stacked Nd:YAG1 excimer lasers and a nitrogen laser.
従来よりつかわれている任意の整調手段を、本発明のレ
ーザを調整するために用いることができる。Any conventional tuning means can be used to tune the laser of the present invention.
適当な整調手段の例にはプリズム、光学的格子、複屈折
フィルター、多層絶縁塗布フィルターまたは長さ方向の
色収差を有するレンズが含まれる。Examples of suitable tuning means include prisms, optical gratings, birefringent filters, multilayer dielectric coated filters, or lenses with longitudinal chromatic aberration.
特に適当なものは、ジー・ホルトン(G。Holtom
)とオー・テシュケ(0,Te5chke)の「高出力
色素レーザ用の複屈折フィルターの設計」(Desig
n of a Birefringent F
ilterfor High−Power Dye
La5ers)、アイイーイーイーヅエイ クオンタ
ム エレクトロン(IEEE J 、Quantum
Electron)、QE−10,577,1974
年に記載されている一般型の複屈折フィルターである。A particularly suitable one is G. Holtom.
) and Te5chke (0, Te5chke), “Design of birefringent filters for high-power dye lasers” (Desig
n of a Birefringent F
filter for High-Power Dye
La5ers), IEEE Quantum Electron (IEEE J, Quantum
Electron), QE-10, 577, 1974
This is a general type of birefringence filter described in 2010.
このタイプのフィルターは、また[リオットフィルター
J(Lyotfilter)ともいわれている〔(ビ・
リオット、コンブト、レンド(B 、Lyo t 、
Compt =Rend、)197.1953,193
3)。This type of filter is also called a Lyot filter.
Lyot, Kombut, Lend (B, Lyot,
Compt=Rend,)197.1953,193
3).
複屈折の整調連続性はなめらがな複屈折のプロフィルに
よる。The pacing continuity of birefringence is due to the smooth birefringence profile.
この複屈折のプロフィルにある鋭いピークはレーザが整
調されたときに著しるしい出力変化または不連続性を生
じる。This sharp peak in the birefringence profile results in significant output changes or discontinuities when the laser is tuned.
第1図は720 nm以上の波長で、室温でのアレキサ
ンドライト複屈折スペクトルがなめらかであることを示
す。Figure 1 shows that the alexandrite birefringence spectrum at room temperature is smooth at wavelengths above 720 nm.
この望ましい性質は室温ではこのスペクトル領域内にマ
ルチフォノン プロセス(mul tiphonon
processes )が主に含まれていること、い
くつかのマルチフォノン((mu I t 1phon
on)のコンビネーションが一緒になって複屈折蛍光を
生み出していることによるものである。This desirable property is due to multiphonon processes within this spectral region at room temperature.
processes) are mainly included, and some multiphonons ((mu I t 1 phon
This is because the combination of (on) together produces birefringent fluorescence.
ピークは、状態の光量子の密度と結合の強さと一緒にな
って結局平均になりがちである。The peak, together with the density of photons in the state and the strength of the coupling, tend to eventually average out.
この発明のレーザの整調できる範囲は、名目上的700
nmから820 nmの間では、高励起エネルギーを用
い、より長波長に、或は逆に短波長に延ばすことができ
る。The tunable range of the laser of this invention is nominally 700
Between 820 nm and 820 nm, high excitation energies can be used to extend to longer wavelengths or conversely to shorter wavelengths.
例えば、高励起エネルギーを用いると、R−ライン(6
so、4nm)の高いレーザが得られた。For example, using high excitation energies, the R-line (6
A laser with a high wavelength (so, 4 nm) was obtained.
この波長の範囲は、また温度にも依存しており、高い温
度ではより長い波長が、低い温度ではより短い波長が一
般に得られる(さらに、この波長の範囲はいくつかの非
線型法(ただし、周波数倍増および三倍整調済励起パラ
メトリック発振器(frequency doubl
ingand tripling、tuned−ex
citation pa −rametric o
scillators)やラーマン周波数シフテング(
Raman frequency shifting
を含む)により延ばすこともできる。This wavelength range is also temperature dependent, with higher temperatures generally yielding longer wavelengths and lower temperatures shorter wavelengths (furthermore, this wavelength range can be determined using several nonlinear methods (although Frequency double and triple paced pumped parametric oscillators
ingand tripling, tuned-ex
citation pa -rametric o
scillators) and Raman frequency shifting (
Raman frequency shifting
) can also be extended.
これらの非線上周波数シフテング法は、いずれも、入力
周波数を整調することができるので、周波数が整調され
た出力を与える。All of these nonlinear frequency shifting methods provide a frequency-tuned output because the input frequency can be tuned.
ルビーと比べて、本発明のアレキサンドライト複屈折レ
ザーは低い励起閾値と低い放出断面積(emissio
n cross 5ect ion )を有してい
る〇アレキサンドライトは、また機械的強度が高く、さ
らに熱伝導度も高い。Compared to ruby, the alexandrite birefringent laser of the present invention has a lower excitation threshold and a lower emission cross section (emission cross section).
Alexandrite has high mechanical strength and high thermal conductivity.
これらの性質は高い平均力操作、を可能にし、さらに全
体の効率が高く、・またエネルギーの貯えも高い。These properties allow for high average force operation, as well as high overall efficiency and high energy storage.
これらは、また高い力を要する用途例えば溶接、機械加
工および該融合に魅力的な本発明のレーザをつくる。These also make the lasers of the invention attractive for high force applications such as welding, machining and fusing.
本発明のレーザの別の潜在的に有用な性質は、実質的に
異なった蛍光特性を有する励起水準の2つの部分からな
るセットの存在である。Another potentially useful property of the laser of the present invention is the existence of a two-part set of excitation levels with substantially different fluorescence properties.
このため、レーザの利得、帯域幅えの時間が特定の用途
に熱的に合わせられる。This allows the laser's gain, bandwidth, and time to be thermally tailored to the specific application.
特に、レーザ媒体の温度も高めると減少した貯え時間を
犠牲にして、利得と整調範囲の両者を増加させ、また逆
も同じである。In particular, increasing the temperature of the laser medium also increases both gain and pacing range, and vice versa, at the expense of reduced storage time.
操作では、この発明のレーザは整調しうる干渉性輻射線
をつくり出すために用いられる。In operation, the laser of the present invention is used to create tunable coherent radiation.
このレーザを操作するプロセスは、この光源を活性にし
てレーザ媒体を励起させること、整調手段の調節するこ
と、例えば複屈折プレートを回転させて所定の出力波長
を得ることからなる。The process of operating this laser consists of activating the light source to excite the laser medium and adjusting the tuning means, eg rotating the birefringent plate to obtain a predetermined output wavelength.
このレーザは、任意的に、温度をコントロールする冷却
手段すなわち、所定の温度に維持すること、を含む。The laser optionally includes cooling means to control the temperature or maintain it at a predetermined temperature.
例えば、もしこの冷却手段が循環流体を含むならば、こ
の流体の流量と温度が所定の温度を維持するために調節
されつる。For example, if the cooling means includes a circulating fluid, the flow rate and temperature of this fluid may be adjusted to maintain a predetermined temperature.
この循環流体は、空気、水、冷凍液等であり、好ましく
は、ヒータが、必要なときに流体の温度をコントロール
するために用いられる。The circulating fluid may be air, water, frozen fluid, etc., and preferably a heater is used to control the temperature of the fluid when required.
本発明は約77Kから、約500℃にまで高められた温
度までの範囲の温度でレーザ操作を予定している。The present invention contemplates laser operation at temperatures ranging from about 77K to elevated temperatures of about 500C.
驚いたことに、テストはレーザの利得は約200℃まで
の温度では増加するということを示す傾向にある。Surprisingly, tests tend to show that the gain of the laser increases at temperatures up to about 200°C.
200℃以上では、非輻射性りエンチングがレーザの利
得を減らすであろう。Above 200° C., non-radiative etching will reduce the gain of the laser.
しかして、好ましい温度範囲は約常温と約200℃の間
である。Thus, a preferred temperature range is between about ambient temperature and about 200°C.
本発明のレーザは通信分野に潜在的な用途を有している
。The laser of the invention has potential applications in the communications field.
本発明のレーザは非常に広い波長範囲にわたって整調し
うるものであり、またこれらの目的のために非常に多く
用いられているダイオードレーザよりもずっと大きい力
(パワー)を放出することができる。The laser of the present invention is tunable over a very wide wavelength range and can emit much more power than the diode lasers so often used for these purposes.
このレーザ結晶は、接合ダイオードよりも非常に長い有
益寿命を有している。This laser crystal has a much longer useful life than a junction diode.
出力波長が変化することができるので、通信用に用いら
れる光学繊維内の特徴的な吸収から離れて整調でき、こ
のため、効率のうえで利点が得られる。Because the output wavelength can be varied, it can be tuned away from the characteristic absorption in optical fibers used for communications, thus providing efficiency benefits.
要約すると、本発明のレーザーは利点のユニークな組み
合わせを提供する。In summary, the laser of the present invention offers a unique combination of advantages.
一方では、本発明は高い平均パワー、高効率および高エ
ネルギ貯蔵を与えると共にQ−スイッチ能力を有し、他
方では、本発明は広い波長整調性を与えるものである。On the one hand, the present invention provides high average power, high efficiency and high energy storage, as well as Q-switching capability; on the other hand, the present invention provides wide wavelength tunability.
第2図は本発明の整調可能なレーザ装置を例示するもの
である。FIG. 2 illustrates the tunable laser device of the present invention.
本発明のアレキサンドライト結晶からなるレーザ媒体1
1およびポンピングソース12(例えば連続水銀または
パルスキセノンガス状放出ポンピングソース)は容器1
0のなかに収容されている。Laser medium 1 made of alexandrite crystal of the present invention
1 and a pumping source 12 (e.g. continuous mercury or pulsed xenon gaseous emission pumping source)
It is contained within 0.
この容器10は楕円のくぼみの輪郭を有する高い反射性
の内側表面13を有している。The container 10 has a highly reflective inner surface 13 with the contour of an elliptical depression.
この表面13での反射は拡散または反射である。The reflection at this surface 13 is diffuse or reflective.
レーザ媒体11とポンピングソース12の軸はそれぞれ
容器10により形成された楕円形の焦点にそったところ
である。The axes of the laser medium 11 and the pumping source 12 are each along the focal point of the ellipse formed by the container 10.
レーザ媒体11は通常の絶縁性反射防止コーテングを有
する被覆端14゜15を有している。Laser medium 11 has coated ends 14 and 15 with conventional insulating antireflective coatings.
完全に反射するミラー鏡17、整調エレメント20およ
び部分的に反射するミラー鏡18が容器10の外部でレ
ーザ媒体11のほぼ円筒軸に設置されている。A fully reflective mirror 17 , a pacing element 20 and a partially reflective mirror 18 are placed outside the container 10 and approximately at the cylindrical axis of the laser medium 11 .
レーザ作用は、高度に平行にされた干渉性輻射線(なお
、この波長は整調エレメント20のオリエンテーション
により求められる)の放出により確認される。Laser action is confirmed by the emission of highly collimated coherent radiation, the wavelength of which is determined by the orientation of the tunable element 20.
矢印16により示される輻射線は部分的に反射するミラ
ー鏡18から放射する。Radiation indicated by arrow 16 emanates from a partially reflective mirror 18.
ミラー17.18は両方共部分的に反射することが可能
である。Both mirrors 17, 18 can be partially reflective.
もし所定の操作温度を得たければ、レーザ媒体11とポ
ンピングソース12を、容器10を介して循環する流体
で冷却する。If it is desired to obtain a predetermined operating temperature, the laser medium 11 and the pumping source 12 are cooled with a fluid circulating through the vessel 10.
この流体は空気、水または冷媒であることができ、任意
的には、温度コントロールをよくするために通常の手段
により予熱してもよい。This fluid may be air, water or a refrigerant and may optionally be preheated by conventional means to improve temperature control.
任意的には、このレーザはQ−スイッチを行なう手段を
包含することができる。Optionally, the laser may include means for Q-switching.
これらの手段は飽和できる色素吸収剤、音響的−光学的
Q−スイッチまたは第2図に示すように、ビームの通路
に置かれた偏光器21とポッケルスセル22からなるこ
とができる。These means can consist of a saturable dye absorber, an acousto-optical Q-switch or, as shown in FIG. 2, a polarizer 21 and a Pockels cell 22 placed in the path of the beam.
この偏光器21はこれを省略してもよく、特に励起パワ
ーが低いときは省略することができる。This polarizer 21 may be omitted, especially when the excitation power is low.
Q−スイッチはエネルギーが蓄積されている時間の間く
ぼみのQをスポイル(5poil)する。The Q-switch spoils (5poils) the Q of the cavity for the time that energy is being stored.
適当な時点で、このQ−スイッチが高い利得状態に変わ
り、媒体中に蓄積されたエネルギーが非常に短時間にジ
アイアントパルスの状態で突然放出する。At an appropriate point in time, this Q-switch changes to a high gain state and the energy stored in the medium is suddenly released in di-iront pulses for a very short time.
このレーザは、またモードロック(mode 1oo
ked )にある。This laser is also mode-locked (mode 1oo
ked).
第3図に示すように、本発明の高パワーレーザシステム
に第2図の装置と一緒に増幅機を用いることができる。As shown in FIG. 3, an amplifier can be used with the apparatus of FIG. 2 in the high power laser system of the present invention.
第2図の装置はこの増幅器の発振器と考えられる。The device of FIG. 2 can be considered the oscillator of this amplifier.
この増幅器は発振器の出口ビームのところに設けられる
。This amplifier is placed at the exit beam of the oscillator.
これは楕円のくぼみで輪郭が形成された完全に反射する
内側表面33を有している容器30から実質的になって
いる。It consists essentially of a container 30 having a fully reflective inner surface 33 contoured with an elliptical depression.
フラッシュランプ32により励起された増幅器ロッド3
1は通常の絶縁性反射防止コーテングを有する被覆端3
4.35を有している。Amplifier rod 3 excited by flash lamp 32
1 is a coated end 3 with a conventional insulating anti-reflective coating.
4.35.
この増幅器ロッドは発振器ロッド11よりも大きな直径
であり、この場合ビームエキスパンデングテレスコープ
(beam expanding telescop
e ) 36がビームの大きさをロッドの大きさに合わ
せるために増幅器と発振器の間に置かれる。This amplifier rod has a larger diameter than the oscillator rod 11, in this case a beam expanding telescope.
e) 36 is placed between the amplifier and the oscillator to match the beam size to the rod size.
発振器と違い、この増幅器は、普通、くぼみを形成する
ためにその両端にミラーを有しておらず、発振器の出力
の増幅はレザービームが増幅器ロッドを1回通過する間
に生ずる。Unlike an oscillator, this amplifier typically does not have mirrors at its ends to form a dimple, and the amplification of the oscillator's output occurs during one pass of the laser beam through the amplifier rod.
しかしながら、ある用途では、この増幅器にはこの増幅
器の出力のバックパート(back part )を
増幅媒体に供給するために部分的に反射するミラーが備
え付けられている。However, in some applications, the amplifier is equipped with a partially reflecting mirror to provide a back part of the amplifier's output to the amplification medium.
この再生発振器の出力の分光的、一時的特性は、ついで
、1回通過の増幅器を用いたと同じ方法で初めの増幅器
から適当に合わせられたシグナルを割り込ませてこれを
決定することができる。The spectroscopic and temporal characteristics of the output of this regenerative oscillator can then be determined by interpolating a suitably matched signal from the original amplifier in the same way as with a single-pass amplifier.
この増幅器はこれを数個用いることができる。This amplifier can use several of these.
矢印37で示した増幅された出力は増幅器ロッド31か
ら放射する。Amplified power, indicated by arrow 37, radiates from amplifier rod 31.
第4図はパルスレーザの閾値エネルギ一対波長の関係を
プロットしたものである。FIG. 4 is a plot of the relationship between threshold energy and wavelength of a pulsed laser.
この図表は本発明の整調可能なレーザの広範囲の連続整
調能力と比較的に低い閾値エネルギーを示すものである
。This diagram illustrates the wide range of continuous tunability and relatively low threshold energy of the tunable laser of the present invention.
第5図は本発明の整調可能なレーザの一定の連続励起パ
ワーの波長に関する出力パワーの依存を示すものである
。FIG. 5 shows the dependence of the output power on wavelength for a constant continuous pump power of the tunable laser of the present invention.
波長の範囲はパルスモードのばあいよりもいくらか狭く
示されている。The wavelength range is shown to be somewhat narrower than for the pulsed mode.
しかしながら、これは単純に連続操作の一般的に低い効
率を反映するものである。However, this simply reflects the generally lower efficiency of continuous operation.
第6図は、750nmと780nmの断面の放出、した
がって本発明のレーザのレーザ利得が温度につれて増加
することを示すものである。FIG. 6 shows that the emission of the 750 nm and 780 nm cross-sections, and thus the laser gain of the laser of the present invention, increases with temperature.
この挙動はレーザにおいてはまれであり、Q−スイッチ
と増幅器操作において改善されたエネルギー抽出を可能
にするものである。This behavior is rare in lasers and allows for improved energy extraction in Q-switch and amplifier operation.
実施例
実施例1は整調手段を用いない従来のアレキサンドライ
トレーザを示すものである。Embodiment Embodiment 1 shows a conventional alexandrite laser that does not use a tuning means.
他の実施例は本発明の整調可能なレーザを例示するもの
である。Other embodiments are illustrative of the tunable laser of the present invention.
1、 0.02−0.03原子パーセントのCr3+を
含有している(001)(cm軸)配向アレキサンドラ
イトの単結晶を、Czochralski法を用い、流
下窒素雰囲気下イリジウムるつぼ内に入れられた化学量
論量の溶融物からつくった。1. A single crystal of (001) (cm-axis) oriented alexandrite containing 0.02-0.03 atomic percent Cr was placed in an iridium crucible under a flowing nitrogen atmosphere using the Czochralski method. Made from stoichiometric amounts of melt.
長さ7.5 cm、直径0.63cfrLの寸法のC−
軸ロロッを上記の結晶からつくった。C- with dimensions of length 7.5 cm and diameter 0.63 cfrL
A shaft roll was made from the above crystal.
このロッドを、水で冷やした、銀で塗布した楕円断面を
有するくぼみ(これは5.72mの活性長さを有してい
る)内にある単一の線状キセノンフラッシュランプでポ
ンプさせた。The rod was pumped with a single linear xenon flash lamp located in a water-cooled, silver-coated, oval cross-section cavity (which had an active length of 5.72 m).
フラッシュの期間は100μsであった。The duration of the flash was 100 μs.
35Jインプツトのところでは720Hmと726nm
の間にレーザの放出が観察された。720Hm and 726nm at 35J input
Laser emission was observed during this period.
また50Jにポンプしたときは、とのレーザの放出はわ
ずかに波長の短い方にシフトした。When pumped to 50 J, the laser emission was slightly shifted to shorter wavelengths.
28Jの閾値はレーザ周波数のところで98%反射する
ミラーを用いて観察した。The 28J threshold was observed using a mirror that reflects 98% at the laser frequency.
2、 0.03−0.04原子パーセントcr3+を含
有しているアレキサンドライトのC−軸単結晶ロロッは
250μsでランプに運ばれる130Jに対しては30
0 mJの出力に達する。2. C-axis single crystal Rolo of alexandrite containing 0.03-0.04 atomic percent cr3+ has 30
The output reaches 0 mJ.
スロープの効率は約0.38%であり、レーザテストに
より必然的に含まれる有効放出断面は最適なレーザの周
波数750 nmのところでは1.04X10 cr
itであった。The efficiency of the slope is about 0.38%, and the effective emission cross section entailed by the laser test is 1.04X10 cr at the optimal laser frequency of 750 nm.
It was it.
このレーザは、光学的なくぼみ内にこのくぼみ内で反射
された光に対してB r ewster’ s角度で取
付けられた3つの平行な複屈折プレートからなる[Ly
otJ複屈折フィルターを利用して701nmと794
nmの間で連続的に整調された。The laser consists of three parallel birefringent plates mounted within an optical cavity at a B rewster's angle to the light reflected within this cavity.
701nm and 794nm using otJ birefringence filter
Continuously tuned between nm.
この配列における波長の機能としてのレーザ発振器の閾
値を第4図に示す。The laser oscillator threshold as a function of wavelength in this arrangement is shown in FIG.
3、約0.2原子パーセントのCr3+を含んでいるア
レキサンドライトの単一結晶ロッド(直径0.3cII
LX長さ7CrrL)を水で冷やした、銀で被覆した楕
円断面のポンプくぼみの1の焦点線にそった軸においた
。3. Single crystal rod of alexandrite (0.3 cII diameter) containing about 0.2 atomic percent Cr3+
LX length 7 CrrL) was placed on the axis along the focal line of one of the water-cooled, silver-coated, oval cross-section pump recesses.
3kWのac水銀アークランプをこのくぼみの共役焦点
軸にそった軸においた。A 3 kW ac mercury arc lamp was placed on axis along the conjugate focal axis of this cavity.
ランプをバラストトランスホーマー(ballastt
r an sformer )で強化した。convert the lamp into a ballast transformer
(ransformer).
4mの凹面前面を有する98係反射ミラーを30.5c
rfL離しておき、安定な共振器を形成し、この共振器
から、レーザ作用がポンプライト曲線の複数の山のとこ
ろで得られた。98 type reflective mirror with 4m concave front surface 30.5c
The rfL separation formed a stable resonator from which lasing was obtained at the peaks of the pump light curve.
このレーザはLyok複屈折フィルターを用いて742
nmと783nmとめ間で連続的に整調させた。This laser uses a Lyok birefringence filter to
It was continuously tuned between 783 nm and 783 nm.
756 nmのところで0.O2nmの波長を有する最
大出力が生じた。0.0 at 756 nm. A maximum output with a wavelength of 02 nm occurred.
756 nmのところのレーザ作用の閾値は約1.5k
Wであり、スロープの効率は約o、s%であった。The threshold for laser action at 756 nm is approximately 1.5k
W, and the slope efficiency was approximately o,s%.
最大出力パワーは6.5wであった。4.0.12原子
パーセントCr3+を含んでいるアレキサンドライトの
C−軸単一結晶ロロッ(直径0.64CfrLX長さ9
.6 am )を水で冷やした、銀で被覆した、楕円断
面のくぼみ(長さ76cIIL)内の線状キセノンフラ
ッシュランプでポンプした。The maximum output power was 6.5w. 4. C-axis single crystal lolo of alexandrite containing 0.12 atomic percent Cr3+ (diameter 0.64CfrLX length 9
.. 6 am) was pumped with a water-cooled, silver-coated, linear xenon flash lamp in an oval cross-section cavity (length 76 cIIL).
端ミラーを約30α離した。このロッドの両端は被覆さ
れておらず、約7係の反射率を有している。The end mirrors were separated by about 30α. The ends of this rod are uncoated and have a reflectance of about 7.
ミラー(1つはフラット、1つは4mの凹面を有する)
をロッドの面に対して平行に配列した。Mirrors (one flat and one with a 4m concave surface)
were arranged parallel to the plane of the rod.
出力と閾値の両者の温度の依存度を17℃から65℃の
範囲で求めた。The temperature dependence of both the output and the threshold value was determined in the range of 17°C to 65°C.
この範囲内では、出力(一定の入力)の増加と閾値の減
少とは温度の増加にともなって実質的に直線であった。Within this range, the increase in power (constant input) and decrease in threshold were substantially linear with increasing temperature.
第1図は、本発明に用いられたアレキサンドライトの室
温蛍光スペクトルを示す。
第2図は、本発明の整調可能なレーザを提供するために
レーザロッドと整調手段を用いている代表的なレーザ装
置の一部断面図である。
第3図は発振器−増幅器レーザシステムの概略図である
。
第4図は、本発明の整調可能なレーザの波長とパルスレ
ーザの閾値エネルギーとの関係をプロットしたものであ
る。
第5図は本発明の整調可能なレーザの一定な連続入力パ
ワーの波長と出力パワーをプロットしたものである。
第6図は、750と780 nmのところでレーザ光線
を出す本発明の整調可能なレーザの有効放出断面の温度
の依存度をプロットしたものである。FIG. 1 shows the room temperature fluorescence spectrum of alexandrite used in the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a typical laser device employing a laser rod and tunable means to provide the tunable laser of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of an oscillator-amplifier laser system. FIG. 4 is a plot of the wavelength of the tunable laser of the present invention versus the threshold energy of the pulsed laser. FIG. 5 is a plot of constant continuous input power wavelength versus output power for the tunable laser of the present invention. FIG. 6 is a plot of the temperature dependence of the effective emission cross section of a tunable laser of the invention emitting laser radiation at 750 and 780 nm.
Claims (1)
〜10原子パーセントの3価のクロームドーピング濃度
を有しているクリソベリル構造のベリリ1ウムアルミネ
ートの単一結晶からなるレーザー媒体; b、前記レーザー媒体を励起させて干渉性の輻射線を放
出させる手段;および C,スペクトル範囲の前記干渉性の輻射線を深赤色領域
から赤外領域に整調する整調手段からなる波長を巾広く
整調しうるレーザ。 2 クロームドーピング濃度が約0.01から1.0原
子パーセントの範囲にある特許請求の範囲第1項記載の
レーザ。 3 クロームドーピング濃度が0.1から0.4原子パ
ーセントの範囲にある特許請求の範囲第1項記載のレー
ザ。 4 コヒーレントな放射線が結晶のa −c面に実質的
に沿った方向に、前記a−c面に対して実質的に垂直な
偏光電気ベクトルをもって伝播する特許請求の範囲第1
項記載のレーザ。 5 整調手段が複屈折フィルター、プリズム、光学格子
、多層絶縁被覆フィルターおよび軸方向の色収差を有す
るレンズからなる群から選ばれる特許請求の範囲第1項
記載のレーザ。 6 前記レーザ媒体を励起させる手段が約700nmよ
りも短い波長で放出するパルスまたは連続干渉性または
非干渉性の光源からなる特許請求の範囲第1項記載のレ
ーザ0 7 光源がキセノンまたは水銀アークランプからなる特
許請求の範囲第6項記載のレーザ。 8 前記レーザをQ−スイッチする手段がさらに含まれ
ている特許請求の範囲第1項記載のレーザ。 9 前記レーザ媒体を冷却する手段をさらに含む特許請
求の範囲第1項記載のレーザ。[Claims] 1 a, about 0.01 for aluminum sites
a laser medium consisting of a single crystal of beryllium aluminate of chrysoberyl structure having a trivalent chromium doping concentration of ~10 atomic percent; b. excitation of said laser medium to emit coherent radiation; and C. tunable means for pacing said coherent radiation in the spectral range from the deep red region to the infrared region. 2. The laser of claim 1, wherein the chromium doping concentration is in the range of about 0.01 to 1.0 atomic percent. 3. A laser according to claim 1, wherein the chromium doping concentration is in the range of 0.1 to 0.4 atomic percent. 4. Claim 1, wherein the coherent radiation propagates in a direction substantially along the a-c plane of the crystal with a polarization electric vector substantially perpendicular to said a-c plane.
Laser as described in section. 5. A laser according to claim 1, wherein the tuning means is selected from the group consisting of birefringent filters, prisms, optical gratings, multilayer insulation coated filters, and lenses with axial chromatic aberration. 6. The laser of claim 1, wherein the means for exciting the laser medium comprises a pulsed or continuous coherent or incoherent light source emitting at a wavelength shorter than about 700 nm. 7. The light source is a xenon or mercury arc lamp. A laser according to claim 6 consisting of: 8. The laser of claim 1 further comprising means for Q-switching the laser. 9. The laser of claim 1 further comprising means for cooling the laser medium.
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Families Citing this family (3)
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US5140658A (en) * | 1991-04-26 | 1992-08-18 | At&T Bell Laboratories | Optical amplifiers involving single crystal waveguides |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5182591A (en) * | 1974-11-29 | 1976-07-20 | Allied Chem |
-
1979
- 1979-10-20 JP JP54135828A patent/JPS5824030B2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5182591A (en) * | 1974-11-29 | 1976-07-20 | Allied Chem |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5556678A (en) | 1980-04-25 |
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