JPS5933277B2 - モ−ド同期レ−ザ装置 - Google Patents
モ−ド同期レ−ザ装置Info
- Publication number
- JPS5933277B2 JPS5933277B2 JP51116343A JP11634376A JPS5933277B2 JP S5933277 B2 JPS5933277 B2 JP S5933277B2 JP 51116343 A JP51116343 A JP 51116343A JP 11634376 A JP11634376 A JP 11634376A JP S5933277 B2 JPS5933277 B2 JP S5933277B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mode
- pulse
- excitation
- laser
- locked
- 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.)
- Expired
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
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/115—Q-switching using intracavity electro-optic devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高出力超短光パルスを安定に発生し得るモード
同期レーザ装置に関するものである。
同期レーザ装置に関するものである。
従来、高出力超短光パルスを得るのに可飽和色素の非線
形吸収や、カー効果によつて受動的にＱスイッチおよび
モード同期されるフラッシュランプ励起固体レーザが多
く用いられてきた。しかし、こうして得られた光パルス
は、レーザ発振初期の 。光ノイズの中から可飽和色素
などの働きによつて波高選択された結果生じたものであ
るので、ある有限の確率で主パルスの他に副次パルスを
生じ高出力超短光パルスを再現性良く得ることは難かし
かつた。フラッシュランプ励起固体レーザの受動的モー
ド同期におけるこのような不安定性を避け、安定な高出
力超短光パルスの発生を実現する方法として、連続発振
モード同期レーザから得られる光パルスを増巾する方法
は有力である。
形吸収や、カー効果によつて受動的にＱスイッチおよび
モード同期されるフラッシュランプ励起固体レーザが多
く用いられてきた。しかし、こうして得られた光パルス
は、レーザ発振初期の 。光ノイズの中から可飽和色素
などの働きによつて波高選択された結果生じたものであ
るので、ある有限の確率で主パルスの他に副次パルスを
生じ高出力超短光パルスを再現性良く得ることは難かし
かつた。フラッシュランプ励起固体レーザの受動的モー
ド同期におけるこのような不安定性を避け、安定な高出
力超短光パルスの発生を実現する方法として、連続発振
モード同期レーザから得られる光パルスを増巾する方法
は有力である。
この方法を用いた１例は１９７５年５月アイ、イー 、
イー 、イー、 、コンファレンス、オン、レーザ、エ
ンジニアリング、アンド、アプリケーション（ＩＥＥＥ
ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）のダイジェス
ト（ＤｉｇｅｓｔｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌｐａｐｅｒｓ
）の１６頁〜１７頁「４．１０ピコセコンドパルス、フ
イールダブルフリークエンシーダブルド、Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザシステム。ボア、ヴルトラ、プリシジヨン、レン
ジシダ（Ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ−Ｐｕｌｓｅ３Ｆｉｅｌ
ｄａｂｌｅ−Ｆｒｅ一ｑｕｅｎｃｙＤｏｕｂｌｅｄＮｄ
：ＹＡＧＬａｓｅｒＳｙｓｔｅｍｆｏｒＵｌｔｒａＰｒ
ｅｃｉｓｉｏｎＲａｎｇｉｍｇ）」においてイー、ジー
、エリクソン（Ｅ、Ｇ、Ｅｒｉｃｋｓｏｎ）等によつ
て記述されている。それによると連続発振モード同期Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザのモード同期光パルス列の中からポツ
ケルセルを用いて単一の光パルスを抽出し（光パルスの
エネルギーは１６．７ナノジュール）これを別に設けら
れた再生増巾器に導入して多重増巾し５ミリジュールの
光パルスに成長させた後再びポツケルセルを用いて再生
増巾器の外部に取り出している。本論文中にも述べられ
ている如く、このシステムをくり返し動作させた場合の
光パルスの安定度は±５％と極めて良く、連続発振モー
ド同期Ｎｄ：ＹＡＧレーザのモード同期パルスを増巾す
ることによる高出力超短光パルス発生法が有効であるこ
とを示している。しかしイー。ジー、エリクソン（Ｅ、
Ｇ、Ｅｒｉｃｋｓｏｎ）等によるこの方式においては連
続発振モード同期レーザ装置と再生増巾装置とが別個に
設けられているためにパルス抽出、光アイソレーシヨン
、光路調整、電気回路のタイミング等多くのめんどうな
過程が必要であり、システム全体としての信頼性を上げ
るには多大の努力を必要とすることが予想される。これ
に対して特願昭５０−４３５８２「モード同期レーザ装
置」には連続発振モード同期レーザで発生した光パルス
を同一のレーザ共振器内でさらにパルス的に増巾する方
法が述べられている。
イー 、イー、 、コンファレンス、オン、レーザ、エ
ンジニアリング、アンド、アプリケーション（ＩＥＥＥ
ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）のダイジェス
ト（ＤｉｇｅｓｔｏｆＴｅｃｈｎｉｃａｌｐａｐｅｒｓ
）の１６頁〜１７頁「４．１０ピコセコンドパルス、フ
イールダブルフリークエンシーダブルド、Ｎｄ：ＹＡＧ
レーザシステム。ボア、ヴルトラ、プリシジヨン、レン
ジシダ（Ｐｉｃｏｓｅｃｏｎｄ−Ｐｕｌｓｅ３Ｆｉｅｌ
ｄａｂｌｅ−Ｆｒｅ一ｑｕｅｎｃｙＤｏｕｂｌｅｄＮｄ
：ＹＡＧＬａｓｅｒＳｙｓｔｅｍｆｏｒＵｌｔｒａＰｒ
ｅｃｉｓｉｏｎＲａｎｇｉｍｇ）」においてイー、ジー
、エリクソン（Ｅ、Ｇ、Ｅｒｉｃｋｓｏｎ）等によつ
て記述されている。それによると連続発振モード同期Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザのモード同期光パルス列の中からポツ
ケルセルを用いて単一の光パルスを抽出し（光パルスの
エネルギーは１６．７ナノジュール）これを別に設けら
れた再生増巾器に導入して多重増巾し５ミリジュールの
光パルスに成長させた後再びポツケルセルを用いて再生
増巾器の外部に取り出している。本論文中にも述べられ
ている如く、このシステムをくり返し動作させた場合の
光パルスの安定度は±５％と極めて良く、連続発振モー
ド同期Ｎｄ：ＹＡＧレーザのモード同期パルスを増巾す
ることによる高出力超短光パルス発生法が有効であるこ
とを示している。しかしイー。ジー、エリクソン（Ｅ、
Ｇ、Ｅｒｉｃｋｓｏｎ）等によるこの方式においては連
続発振モード同期レーザ装置と再生増巾装置とが別個に
設けられているためにパルス抽出、光アイソレーシヨン
、光路調整、電気回路のタイミング等多くのめんどうな
過程が必要であり、システム全体としての信頼性を上げ
るには多大の努力を必要とすることが予想される。これ
に対して特願昭５０−４３５８２「モード同期レーザ装
置」には連続発振モード同期レーザで発生した光パルス
を同一のレーザ共振器内でさらにパルス的に増巾する方
法が述べられている。
それによると連続発振モード同期固体レーザ装置の共振
器内に、活性媒体をさらにパルス的に励起する手段と、
その励起によつて生ずる時間的に増加する過剰利得を丁
度打ち消すような損失を与え、そののち任意の時刻にそ
の損失を急減させうる損失手段を含むレーザ装置を用い
てその目的を達成している。したがつて、特願昭５０−
４３５８２のモード同期レーザ装置においては、時間的
に増加する過剰利得を丁度打ち消すような損失を与え、
そののち任意の時刻にその損失を急減させうる損失手段
が重要な役割を果していることは明らかである。即ち定
常的な連続モード同期状態を達成してから任意の時刻に
パルス的励起手段によつて活性媒体をさらに励起すれば
、活性媒質の利得はその媒質固有の緩和時間と励起の仕
方で決るある立ち上り時間で徐々に増加するが、その場
合、時間的に増加する過剰利得を丁度打ち消すような損
失調整機構が正しく機能しないと、定常的であつたレー
ザ共振器の内部電界はその状態を乱される結果緩和振動
が誘起されたりスパイク発振状に変化するなどしてモー
ド同期パルスの安定な増巾が不可能となる。これに対し
てもし損失調整機構がパルス的励起手段によつて新たに
生じた過剰利得を丁度打ち消すように理想的に機能した
場合には定常的なモード同期状態は擾乱を受けず、過剰
利得のみが増加し、利得媒質固有の緩和時間程度の後飽
和する。ここで損失調整機構による損失を急減させてや
れば、レーザ共振器の内部電界は、よく知られたＱスイ
ツチングレーザに於けると同じ原理で急速に増巾され、
高い尖頭値のモード同期光パルスが得られることになる
。以上述べた如く、このような方法によつて安定且つ効
率の良い光パルス増巾を行うには損失調整機構を過剰利
得の増加波形に応じて正確に機能させることが本質的で
ある。
器内に、活性媒体をさらにパルス的に励起する手段と、
その励起によつて生ずる時間的に増加する過剰利得を丁
度打ち消すような損失を与え、そののち任意の時刻にそ
の損失を急減させうる損失手段を含むレーザ装置を用い
てその目的を達成している。したがつて、特願昭５０−
４３５８２のモード同期レーザ装置においては、時間的
に増加する過剰利得を丁度打ち消すような損失を与え、
そののち任意の時刻にその損失を急減させうる損失手段
が重要な役割を果していることは明らかである。即ち定
常的な連続モード同期状態を達成してから任意の時刻に
パルス的励起手段によつて活性媒体をさらに励起すれば
、活性媒質の利得はその媒質固有の緩和時間と励起の仕
方で決るある立ち上り時間で徐々に増加するが、その場
合、時間的に増加する過剰利得を丁度打ち消すような損
失調整機構が正しく機能しないと、定常的であつたレー
ザ共振器の内部電界はその状態を乱される結果緩和振動
が誘起されたりスパイク発振状に変化するなどしてモー
ド同期パルスの安定な増巾が不可能となる。これに対し
てもし損失調整機構がパルス的励起手段によつて新たに
生じた過剰利得を丁度打ち消すように理想的に機能した
場合には定常的なモード同期状態は擾乱を受けず、過剰
利得のみが増加し、利得媒質固有の緩和時間程度の後飽
和する。ここで損失調整機構による損失を急減させてや
れば、レーザ共振器の内部電界は、よく知られたＱスイ
ツチングレーザに於けると同じ原理で急速に増巾され、
高い尖頭値のモード同期光パルスが得られることになる
。以上述べた如く、このような方法によつて安定且つ効
率の良い光パルス増巾を行うには損失調整機構を過剰利
得の増加波形に応じて正確に機能させることが本質的で
ある。
しかしながらこのような制御を精密に行うことは実際に
は困難であり、緩和振動，スパイク発振等が誘起され易
いことは容易に想像できる。また例えばポツケルセルな
どを用いてこのような損失調整を行う場合、連続発振モ
ード同期レーザ共振器内に新たな挿入損失が加わり、好
ましくない。本発明の目的は、上記のようなめんどうな
損失調整機構を必要とせず、連続発振モード同期レーザ
で発生したモード同期光パルスを同一のレーザ共振器内
で安定に、かつ効率良く増巾する高出力モード同期光パ
ルス発生レーザ装置を提供することにある。
は困難であり、緩和振動，スパイク発振等が誘起され易
いことは容易に想像できる。また例えばポツケルセルな
どを用いてこのような損失調整を行う場合、連続発振モ
ード同期レーザ共振器内に新たな挿入損失が加わり、好
ましくない。本発明の目的は、上記のようなめんどうな
損失調整機構を必要とせず、連続発振モード同期レーザ
で発生したモード同期光パルスを同一のレーザ共振器内
で安定に、かつ効率良く増巾する高出力モード同期光パ
ルス発生レーザ装置を提供することにある。
本発明によれば、連続発振モード同期固体レーザ発振器
において活性媒体または該活性媒体とは独立に共振器内
に設けられた他活性媒体をパルス的に励起する手段を含
み、該励起パルスの時間幅は十分短く制御されていて、
その結果励起によつて前記レーザ発振器に緩和発振やス
パイキング発振が誘起されず、安定且つ効率の良いモー
ド同期光パルスの増巾が実現され得る高出力光パルス発
生装置が得られる。
において活性媒体または該活性媒体とは独立に共振器内
に設けられた他活性媒体をパルス的に励起する手段を含
み、該励起パルスの時間幅は十分短く制御されていて、
その結果励起によつて前記レーザ発振器に緩和発振やス
パイキング発振が誘起されず、安定且つ効率の良いモー
ド同期光パルスの増巾が実現され得る高出力光パルス発
生装置が得られる。
次に、本発明によつていかにして安定な高出力光パルス
が生ずるかを説明する。
が生ずるかを説明する。
上記構成のレーザ発振器において、まず活性媒質に対す
る連続的励起および強制的もしくは受動的な変調によつ
て通常の連続発振モード同期状態が実現される。こうし
て得られる光パルスは、フラツシユランプ励起固体レー
ザの受動的モード同期によつて得られる光パルス【比べ
れば光強度は弱いが非常に再現性が良いという特徴を持
つている。この光パルスを安定且つ効率良く増巾するこ
とができれば通常のフラツシユランプ励起受動的モード
同期レーザ装置に比・＼て極めて安定な高出力超短光パ
ルス発生装置を得ることができる。このことは連続発振
モード同期レーザ発振器内の活性媒質を単に、極めて短
時間内に強励起することによつて実現される。即ち、定
常的な連続発振モード同期状態を達成してから後任意の
時刻にパルス的励起手段によつて活性媒質をさらに励起
すれば、発振器の内部電界と供に定常状態にあつた活性
媒質内の反転分布は、前記パルス的励起と供に増加を始
め、同時に内部電界強度も増加し始めるが、励起パルス
の時間巾、従つてパルス的励起による反転分布がほぼ最
大値に達するまでの時間が通常の固体レーザ励起用フラ
ツシユランプの発光時間（２００〜３００１ｔｓ）と同
程度に長い場合には、内部電界強度の時間変化は緩和振
動状またはスパイキング発振状の複雑な変化をすること
が知られている。この現象はレーザ発振器の内部電界と
活性媒質内の反転分布が利得の項を通じてお互いに結合
していることと、励起が緩和発振やスパイキング発振の
時間間隔（フラツシユランプ励起固体レーザでは通常数
μｓ程度）以上に継続することの結果起り、フラツシユ
ランプ励起固体レーザ発振器では一般的に起ることであ
るが、連続発振モード同期レーザの内部電界強度が緩和
発振状またはスパイキング発振状に変化したのでは、安
定な光パルス増巾ができないばかりでなく、励起エネル
ギーを少数の光パルスに集中することができず、高出力
の光パルスを得ることができない。これに対して励起パ
ルスの時間巾が緩和発振やスパイキング発振の時間間隔
よりも十分に短く、短時間内に大きな反転分布の蓄積が
終了した場合には、Ｑスイツチングレーザにおいて、Ｑ
スイツチングが急速に行われた場合と同様の現象、即ち
内部電界は急速に増巾されて蓄積された大部分のエネル
ギーが一挙に光エネルギーとして放出され、発振が終了
する。従つて最初連続発振モード同期レーザ発振器を定
常的に往復していた光パルスは短時間内に急激に増巾さ
れる結果、パルス的励起エネルギーの大部分が少数の光
パルス内に集中して放出されることになり、高出力超短
光パルスが得られることになる．本発明によれば、連続
発振モード同期レーザ発振器内の光パルスを安定且つ効
率良く増巾する目的は単に励起パルスの時間巾を十分短
く制御することによつて達成され、損失調整機構，スイ
ツチング素子等を一切必要としないので簡単且つ再現性
よく目的が達成される。
る連続的励起および強制的もしくは受動的な変調によつ
て通常の連続発振モード同期状態が実現される。こうし
て得られる光パルスは、フラツシユランプ励起固体レー
ザの受動的モード同期によつて得られる光パルス【比べ
れば光強度は弱いが非常に再現性が良いという特徴を持
つている。この光パルスを安定且つ効率良く増巾するこ
とができれば通常のフラツシユランプ励起受動的モード
同期レーザ装置に比・＼て極めて安定な高出力超短光パ
ルス発生装置を得ることができる。このことは連続発振
モード同期レーザ発振器内の活性媒質を単に、極めて短
時間内に強励起することによつて実現される。即ち、定
常的な連続発振モード同期状態を達成してから後任意の
時刻にパルス的励起手段によつて活性媒質をさらに励起
すれば、発振器の内部電界と供に定常状態にあつた活性
媒質内の反転分布は、前記パルス的励起と供に増加を始
め、同時に内部電界強度も増加し始めるが、励起パルス
の時間巾、従つてパルス的励起による反転分布がほぼ最
大値に達するまでの時間が通常の固体レーザ励起用フラ
ツシユランプの発光時間（２００〜３００１ｔｓ）と同
程度に長い場合には、内部電界強度の時間変化は緩和振
動状またはスパイキング発振状の複雑な変化をすること
が知られている。この現象はレーザ発振器の内部電界と
活性媒質内の反転分布が利得の項を通じてお互いに結合
していることと、励起が緩和発振やスパイキング発振の
時間間隔（フラツシユランプ励起固体レーザでは通常数
μｓ程度）以上に継続することの結果起り、フラツシユ
ランプ励起固体レーザ発振器では一般的に起ることであ
るが、連続発振モード同期レーザの内部電界強度が緩和
発振状またはスパイキング発振状に変化したのでは、安
定な光パルス増巾ができないばかりでなく、励起エネル
ギーを少数の光パルスに集中することができず、高出力
の光パルスを得ることができない。これに対して励起パ
ルスの時間巾が緩和発振やスパイキング発振の時間間隔
よりも十分に短く、短時間内に大きな反転分布の蓄積が
終了した場合には、Ｑスイツチングレーザにおいて、Ｑ
スイツチングが急速に行われた場合と同様の現象、即ち
内部電界は急速に増巾されて蓄積された大部分のエネル
ギーが一挙に光エネルギーとして放出され、発振が終了
する。従つて最初連続発振モード同期レーザ発振器を定
常的に往復していた光パルスは短時間内に急激に増巾さ
れる結果、パルス的励起エネルギーの大部分が少数の光
パルス内に集中して放出されることになり、高出力超短
光パルスが得られることになる．本発明によれば、連続
発振モード同期レーザ発振器内の光パルスを安定且つ効
率良く増巾する目的は単に励起パルスの時間巾を十分短
く制御することによつて達成され、損失調整機構，スイ
ツチング素子等を一切必要としないので簡単且つ再現性
よく目的が達成される。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の第１の実施例で、相対向する反射鏡１
，６で構成されるレーザ共振器内にＮｄ：ＹＡＧロツド
２と、その連続励起装置３及び励起光集光器４さらにモ
ード同期用変調器５が設置されており、連続発振モード
同期状態が維持されている。一方、例えばポツケルセル
によつてＱスイツチングされたフラツシユランプ励起Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザ装置７から発生した波長１．０６μｍ
のシャーアンドパルス（パルス巾は通常１０−８〜１０
−７ Ｓ）は第二高調波発生用結晶８によつて波長０．
５３μｍのシャーアンドパルスに変換され、プリズム等
の分散素子９によつて０．５３μｍ光パルス１２だけが
選ばれ光路調整用反射鏡１１および共振器を形成する反
射鏡６を通してＮｄ：ＹＡＧロツド２に導入される。０
．５３μｍ光パルス１２は長さ数Ｃｍ程度のＮｄ：ＹＡ
Ｇロツドによつてほぼ１００（ｆ）吸収され、かつ０．
５３μｍ光の吸収即ち１．０６μｍ光増巾の源となる反
転分布の蓄積は０．５３μｍ光パルス１２の時間巾（１
０−８〜１０−７Ｓ）内に完了する。
，６で構成されるレーザ共振器内にＮｄ：ＹＡＧロツド
２と、その連続励起装置３及び励起光集光器４さらにモ
ード同期用変調器５が設置されており、連続発振モード
同期状態が維持されている。一方、例えばポツケルセル
によつてＱスイツチングされたフラツシユランプ励起Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザ装置７から発生した波長１．０６μｍ
のシャーアンドパルス（パルス巾は通常１０−８〜１０
−７ Ｓ）は第二高調波発生用結晶８によつて波長０．
５３μｍのシャーアンドパルスに変換され、プリズム等
の分散素子９によつて０．５３μｍ光パルス１２だけが
選ばれ光路調整用反射鏡１１および共振器を形成する反
射鏡６を通してＮｄ：ＹＡＧロツド２に導入される。０
．５３μｍ光パルス１２は長さ数Ｃｍ程度のＮｄ：ＹＡ
Ｇロツドによつてほぼ１００（ｆ）吸収され、かつ０．
５３μｍ光の吸収即ち１．０６μｍ光増巾の源となる反
転分布の蓄積は０．５３μｍ光パルス１２の時間巾（１
０−８〜１０−７Ｓ）内に完了する。
最初反射鏡１，６からなるレーザ共振器の中を往復して
いた連続発振モード同期パルスは、緩和発振やスパイク
発振の間隔よりも短時間内にＮｄ：ＹＡＧロツド２に蓄
積された大きな反転分布によつて急速に増巾され、反転
分布の大部分を短時間内に消費し尽した後、発振が停止
する。
いた連続発振モード同期パルスは、緩和発振やスパイク
発振の間隔よりも短時間内にＮｄ：ＹＡＧロツド２に蓄
積された大きな反転分布によつて急速に増巾され、反転
分布の大部分を短時間内に消費し尽した後、発振が停止
する。
この時連続励起装置３およびモード同期用変調器５は常
時動作しているのでＮｄ：ＹＡＧロツド２のエネルギー
緩和時間（〜２００μｓ）と連続励起の強さおよび共振
器損失とで決るある時間の後発振が再開し再び連続発振
モード同期状態が実現する。このようにして生じた高出
力光パルスの強度およびその時間的変化の様子は励起光
パルス１２の時間巾、尖頭値によつて変化し得るが、時
間巾は緩和発振やスパイキング発振が誘起されない程度
に十分短いとして、一般的に尖頭値が高いほど光パルス
の増巾速度が大きく、高い尖頭値の光パルスが得られる
と同時に、励起エネルギーの利用効率が上ることはＱス
イツチングレーザの場合と全く対応している。この様な
光パルス強度の時間的変化の様子は共振器外部での光パ
ルス列の包絡線の時間的変化の様子１３として観測され
る。結局、本発明の特徴は連続発振モード同期レーザか
ら安定に且つ再現性よく得られる低出力の光パルスを簡
単且つ効果的に増巾することにより再現性、安定性のす
ぐれた高出力超短光パルスが得られることにある。
時動作しているのでＮｄ：ＹＡＧロツド２のエネルギー
緩和時間（〜２００μｓ）と連続励起の強さおよび共振
器損失とで決るある時間の後発振が再開し再び連続発振
モード同期状態が実現する。このようにして生じた高出
力光パルスの強度およびその時間的変化の様子は励起光
パルス１２の時間巾、尖頭値によつて変化し得るが、時
間巾は緩和発振やスパイキング発振が誘起されない程度
に十分短いとして、一般的に尖頭値が高いほど光パルス
の増巾速度が大きく、高い尖頭値の光パルスが得られる
と同時に、励起エネルギーの利用効率が上ることはＱス
イツチングレーザの場合と全く対応している。この様な
光パルス強度の時間的変化の様子は共振器外部での光パ
ルス列の包絡線の時間的変化の様子１３として観測され
る。結局、本発明の特徴は連続発振モード同期レーザか
ら安定に且つ再現性よく得られる低出力の光パルスを簡
単且つ効果的に増巾することにより再現性、安定性のす
ぐれた高出力超短光パルスが得られることにある。
次に第２図に示す本発明の第２の実施例を説明する。
第１の実施例との大きな違いは、パルス的励起手段が励
起する活性媒質を連続的励起手段が励起するそれとは別
個に設けた点と、パルス的励起手段として、速い立ち上
り速度を有するフラツシユランプを用いた点にある。第
２図の参照数字１〜６は第１図の第１の実施例の同一番
号のものと全く同じもので、同じ機能をもち、連続発振
モード同期状態を実現する。発振器内に発生したモード
同期光パルスを短時間内に増巾する手段としてＮｄ：Ｙ
ＡＧロツド２と同じ又は同様の利得曲線を有するＮｄ：
ＹＡＧ又はＮｄ：ＧＬＡＳＳロツド２１と、その短時間
パルス励起装置２２および励起光集光器２３を設置する
。短時間パルス励起装置２２としては、例えば色素レー
ザ励起用光源としてよく用いられる同軸ランプ、Ｘｅフ
ラツシユランプ、アブレイテイングランプ等を用いるこ
とができ、この場合電気回路を注意して組むことにより
、立ち上り〜１０−７ Ｓ、パルス巾１０−７〜１０−
６Ｓ程度の励起パルスを得ることができる。これらの値
は、固体レーザ発振器における緩和発振やスパイキング
発振のくり返し時間（〜数μｓ）に比較して一桁程度短
く、従つて第１の実施例の説明で述べた理由によつて光
パルスの安定かつ有効な増巾が実現される。この第２の
実施例の第１の実施例に対する差異、即ち活性媒質を２
個分離して用いる点と、励起手段として短時間発光のフ
ラツシユランプ励起装置を用いる点は相互に必然性をも
つていないので、それぞれの特徴を別個に第１の実施例
と組み合わせて用いることはもちろん可能である。
起する活性媒質を連続的励起手段が励起するそれとは別
個に設けた点と、パルス的励起手段として、速い立ち上
り速度を有するフラツシユランプを用いた点にある。第
２図の参照数字１〜６は第１図の第１の実施例の同一番
号のものと全く同じもので、同じ機能をもち、連続発振
モード同期状態を実現する。発振器内に発生したモード
同期光パルスを短時間内に増巾する手段としてＮｄ：Ｙ
ＡＧロツド２と同じ又は同様の利得曲線を有するＮｄ：
ＹＡＧ又はＮｄ：ＧＬＡＳＳロツド２１と、その短時間
パルス励起装置２２および励起光集光器２３を設置する
。短時間パルス励起装置２２としては、例えば色素レー
ザ励起用光源としてよく用いられる同軸ランプ、Ｘｅフ
ラツシユランプ、アブレイテイングランプ等を用いるこ
とができ、この場合電気回路を注意して組むことにより
、立ち上り〜１０−７ Ｓ、パルス巾１０−７〜１０−
６Ｓ程度の励起パルスを得ることができる。これらの値
は、固体レーザ発振器における緩和発振やスパイキング
発振のくり返し時間（〜数μｓ）に比較して一桁程度短
く、従つて第１の実施例の説明で述べた理由によつて光
パルスの安定かつ有効な増巾が実現される。この第２の
実施例の第１の実施例に対する差異、即ち活性媒質を２
個分離して用いる点と、励起手段として短時間発光のフ
ラツシユランプ励起装置を用いる点は相互に必然性をも
つていないので、それぞれの特徴を別個に第１の実施例
と組み合わせて用いることはもちろん可能である。
第１図および第２図はそれぞれ本発明の第１および第２
の実施例を示し、１は出力鏡、２はＮｄ：ＹＡＧレーザ
ロツド、３は連続励起手段、４は励起光集光器、５はモ
ード同期用変調器、６は励起光は透過する反射鏡、７は
シャーアンドパルス発生レーザ装置、８は第２高調波発
生用結晶、９はプリズム、１０は分離された基本波、１
１は反射鏡、１２は第２高調波のシャーアンドパルス、
１３は増巾された光パルスの波高値の包絡線、２１はパ
ルス励起用のレザーロツド、２２は短時間発光フラツシ
ユランプ励起手段、２３は励起光集光器である。
の実施例を示し、１は出力鏡、２はＮｄ：ＹＡＧレーザ
ロツド、３は連続励起手段、４は励起光集光器、５はモ
ード同期用変調器、６は励起光は透過する反射鏡、７は
シャーアンドパルス発生レーザ装置、８は第２高調波発
生用結晶、９はプリズム、１０は分離された基本波、１
１は反射鏡、１２は第２高調波のシャーアンドパルス、
１３は増巾された光パルスの波高値の包絡線、２１はパ
ルス励起用のレザーロツド、２２は短時間発光フラツシ
ユランプ励起手段、２３は励起光集光器である。
Claims (1)
- １ 共振器内に活性媒体とモード同期用変調器とを含む
連続発振モード同期レーザ装置において、前記活性媒体
もしくは当該活性媒体とは独立に、前記共振器内に設け
た他の活性媒体をパルス的に励起する手段を含み、該励
起パルスの時間幅は励起によつて前記レーザ発振器内に
スパイキング発振が誘起されない程度に十分短く制御さ
れていることを特徴とするモード同期レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51116343A JPS5933277B2 (ja) | 1976-09-28 | 1976-09-28 | モ−ド同期レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51116343A JPS5933277B2 (ja) | 1976-09-28 | 1976-09-28 | モ−ド同期レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5341195A JPS5341195A (en) | 1978-04-14 |
| JPS5933277B2 true JPS5933277B2 (ja) | 1984-08-14 |
Family
ID=14684589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51116343A Expired JPS5933277B2 (ja) | 1976-09-28 | 1976-09-28 | モ−ド同期レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5933277B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01156586U (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-27 | ||
| JPH0443958Y2 (ja) * | 1985-12-16 | 1992-10-16 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5459820A (en) * | 1977-10-20 | 1979-05-14 | Ricoh Co Ltd | Picture processing method |
| JPS62185702A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-14 | Nippon Junyaku Kk | ゲル体の製造方法 |
| US4737958A (en) * | 1986-04-21 | 1988-04-12 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | High repetition rate laser source having high power |
-
1976
- 1976-09-28 JP JP51116343A patent/JPS5933277B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0443958Y2 (ja) * | 1985-12-16 | 1992-10-16 | ||
| JPH01156586U (ja) * | 1988-04-21 | 1989-10-27 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5341195A (en) | 1978-04-14 |
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