JPS61287189A - レ−ザ装置 - Google Patents
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- JPS61287189A JPS61287189A JP12725085A JP12725085A JPS61287189A JP S61287189 A JPS61287189 A JP S61287189A JP 12725085 A JP12725085 A JP 12725085A JP 12725085 A JP12725085 A JP 12725085A JP S61287189 A JPS61287189 A JP S61287189A
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- 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
- H01S3/022—Constructional details of liquid 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
- H01S3/05—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
- H01S3/082—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression
- H01S3/0823—Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors defining a plurality of resonators, e.g. for mode selection or suppression incorporating a dispersive element, e.g. a prism for wavelength selection
-
- 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、レーザ物質として色素を用いた色素レーザ
に関し、特に多波長のレーザ発振を行なうレーザ装置に
関するものである。
に関し、特に多波長のレーザ発振を行なうレーザ装置に
関するものである。
第６図は例えばオプティクスコミュニケーションズ１９
７３年第７巻２３３ページ （ＯｐｔｉｃｓＣｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｖｏｌ ７２３３ （１９７３）
）に示された従来の多波長発振レーザ装置を示す図で
ある。
７３年第７巻２３３ページ （ＯｐｔｉｃｓＣｏｍｍｕ
ｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｖｏｌ ７２３３ （１９７３）
）に示された従来の多波長発振レーザ装置を示す図で
ある。
図において、１０１はレーザ物質としての色素とその溶
媒とからなる色素溶液を収容した色素容器、１０２は波
長λ′８．λ′、の各レーザ光を出射すると共に光共振
系に用いる出力鏡、１０３は色素容器１０１に対して出
力鏡１０２が配置されている側とは反対側の位置に配置
されたビームスプリッタ、１０４は、ビームスプリッタ
１０３により反射された光波の内、特定波長の光波を高
反射率で反射するように配置された回折格子、１０５は
、ビームスプリッタ１０３を透過した光波の内、特定波
長の光波を高反射率で反射する位置に配置された回折格
子である。なお、必要に応じて、ビームスプリッタ１０
３と回折格子１０４との間およびビームスプリッタ１０
３と回折格子１０５との間に偏光子、ＮＤフィルタもし
くはビームエクスパンダ−のいずれかを配置する。なお
、色素溶液を含む色素容器１０１、出力鏡１０２．ビー
ムスプリッタ１０３および回折格子１０４とで波長λ′
。
媒とからなる色素溶液を収容した色素容器、１０２は波
長λ′８．λ′、の各レーザ光を出射すると共に光共振
系に用いる出力鏡、１０３は色素容器１０１に対して出
力鏡１０２が配置されている側とは反対側の位置に配置
されたビームスプリッタ、１０４は、ビームスプリッタ
１０３により反射された光波の内、特定波長の光波を高
反射率で反射するように配置された回折格子、１０５は
、ビームスプリッタ１０３を透過した光波の内、特定波
長の光波を高反射率で反射する位置に配置された回折格
子である。なお、必要に応じて、ビームスプリッタ１０
３と回折格子１０４との間およびビームスプリッタ１０
３と回折格子１０５との間に偏光子、ＮＤフィルタもし
くはビームエクスパンダ−のいずれかを配置する。なお
、色素溶液を含む色素容器１０１、出力鏡１０２．ビー
ムスプリッタ１０３および回折格子１０４とで波長λ′
。
の光波用の光共振器が構成され、色素溶液を含む色素容
器１０１、出力鏡１０２、ビームスプリッタ１０３およ
び回折格子１０５とで波長λ′、の光波用の光共振器が
構成される。
器１０１、出力鏡１０２、ビームスプリッタ１０３およ
び回折格子１０５とで波長λ′、の光波用の光共振器が
構成される。
次に、動作について説明する。ポンピング光源（不図示
〕から出力されて光学系（不図示］により絞られたポン
ピング光１０６が色素容器１０１内の色素溶液の色素を
照射する。これにより、色素は反転分布状態となシ、色
素から色素特有の特定波長領域の光波が発生する。ここ
で、回折格子１０４に入射する光波に対し、波長λ′１
の光波の反射率が最大となるように回折格子１０４を回
転調整する。また、回折格子１０５に入射する光波に対
し、波長λ′、の光波の反射率が最大となるように回折
格子１０５を回転調整する。波長λ′１の光波は出力鏡
１ｅ２から回折格子１０４迄の構成要素からなる上述の
光共振器によりレーザ発振し、波長λ′、の光波は出力
鏡１０２から回折格子１０５迄の構成要素からなる上述
の光共振器によりレーザ発振する。波長λ′１．λ′、
の光波の一部は波長λ′１．λ−を夫々有するレーザ光
として出力鏡１０２から出射する。
〕から出力されて光学系（不図示］により絞られたポン
ピング光１０６が色素容器１０１内の色素溶液の色素を
照射する。これにより、色素は反転分布状態となシ、色
素から色素特有の特定波長領域の光波が発生する。ここ
で、回折格子１０４に入射する光波に対し、波長λ′１
の光波の反射率が最大となるように回折格子１０４を回
転調整する。また、回折格子１０５に入射する光波に対
し、波長λ′、の光波の反射率が最大となるように回折
格子１０５を回転調整する。波長λ′１の光波は出力鏡
１ｅ２から回折格子１０４迄の構成要素からなる上述の
光共振器によりレーザ発振し、波長λ′、の光波は出力
鏡１０２から回折格子１０５迄の構成要素からなる上述
の光共振器によりレーザ発振する。波長λ′１．λ′、
の光波の一部は波長λ′１．λ−を夫々有するレーザ光
として出力鏡１０２から出射する。
従来の多波長の光波を発振するレーザ装置は以上のよう
に構成されているので、発振可能な光波の波長領域が単
一の色素容器内の単一の色素によって決定され、その領
域は最大８０ナノメータ（８０面） 程度（波長λ′１
と同λ′、の差が約８０ｎｍ内）しか可能でないという
欠点があシ、又同一色素で多波長発振させるため、引込
み現象等により発振光波間の相互作用が強く、出力パワ
ー、出力波形、発振タイミング等を安定にできないなど
の欠点があった。
に構成されているので、発振可能な光波の波長領域が単
一の色素容器内の単一の色素によって決定され、その領
域は最大８０ナノメータ（８０面） 程度（波長λ′１
と同λ′、の差が約８０ｎｍ内）しか可能でないという
欠点があシ、又同一色素で多波長発振させるため、引込
み現象等により発振光波間の相互作用が強く、出力パワ
ー、出力波形、発振タイミング等を安定にできないなど
の欠点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、波長間隔が単一溶媒による単一濃度の単一の
色素のポンピングによって得うれる光波の波長存在領域
を越える波長存在を有し、各発振光波間の相互作用を弱
くして安定的にレーザ発振ができるレーザ装置を得るε
とを目的とする。
たもので、波長間隔が単一溶媒による単一濃度の単一の
色素のポンピングによって得うれる光波の波長存在領域
を越える波長存在を有し、各発振光波間の相互作用を弱
くして安定的にレーザ発振ができるレーザ装置を得るε
とを目的とする。
この発Ｆ！ＡＫ係るレーザ装置は、複数の色素容器を直
列に間隔をおいて配列し、半透鏡状の出力鏡を上記色素
容器群のｌ＠に設は複数の波長のレーザ光を出射すると
共にレーザ発振用に用い、特定波長の光波を選択反射す
る第１の波長選択手段を上記色素容器群の他側に配置し
、上記出力鏡からの反射光波を分割するビームスプリッ
タを上記色素容器間に配置し、特定波長の光波を選択反
射する第２の波長選択手段を上記ビームスプリッタによ
り反射された光波を入射する位置に配置し、色素をその
溶媒と共に上記色素容器内に収容し且つ上記出力鏡に近
い順にポンピングにより短波長の光波を発生するように
配置し、ポンピング手段のポンピング光を上記色素溶液
に照射するようにポンピング手段を配置したものである
。
列に間隔をおいて配列し、半透鏡状の出力鏡を上記色素
容器群のｌ＠に設は複数の波長のレーザ光を出射すると
共にレーザ発振用に用い、特定波長の光波を選択反射す
る第１の波長選択手段を上記色素容器群の他側に配置し
、上記出力鏡からの反射光波を分割するビームスプリッ
タを上記色素容器間に配置し、特定波長の光波を選択反
射する第２の波長選択手段を上記ビームスプリッタによ
り反射された光波を入射する位置に配置し、色素をその
溶媒と共に上記色素容器内に収容し且つ上記出力鏡に近
い順にポンピングにより短波長の光波を発生するように
配置し、ポンピング手段のポンピング光を上記色素溶液
に照射するようにポンピング手段を配置したものである
。
この発明における複数の色素容器内の各色素は、ポンピ
ングによυ発生する励起光の波長領域の内でレーザ発振
用波長が短波長側に近い順に出力鏡に近い位置に配置さ
れているので、後段の色素による発振光波の波長が前段
の色素の光吸収の高い波長領域よシ長波長側に存在し、
これによって発振光波を吸収することなく透過できるの
で発振できる光波の多波長の存在領域幅を非常に大きく
とることができ１発振光波間の相互作用を弱め、安る。
ングによυ発生する励起光の波長領域の内でレーザ発振
用波長が短波長側に近い順に出力鏡に近い位置に配置さ
れているので、後段の色素による発振光波の波長が前段
の色素の光吸収の高い波長領域よシ長波長側に存在し、
これによって発振光波を吸収することなく透過できるの
で発振できる光波の多波長の存在領域幅を非常に大きく
とることができ１発振光波間の相互作用を弱め、安る。
第１の実施例としては２波長λ□、λ、の光波のレーザ
発振の場合を考える。第１図において、１ａは波長λ１
の第１光波発生用のレーザ物質としての周知の色素をそ
の溶媒と共に第１色素溶液として収容している第１色素
容器１ｂは波長λ、の第２光波発生用のレーザ物質とし
ての周知の色素をその溶媒と共に第２色素溶液として収
容している第２色素容器、これら第１および第２色素容
器１ａ、ｌｂは直列に間隔をおいて配置されている。な
お、第１のレーザ発振波長λ１は第２のレーザ発振波長
λ、よシ短かくなる様な組合せの色素が第１および第２
色素容器１ａ、１ｂＫ夫々収容され、波長λ１と波長λ
。
発振の場合を考える。第１図において、１ａは波長λ１
の第１光波発生用のレーザ物質としての周知の色素をそ
の溶媒と共に第１色素溶液として収容している第１色素
容器１ｂは波長λ、の第２光波発生用のレーザ物質とし
ての周知の色素をその溶媒と共に第２色素溶液として収
容している第２色素容器、これら第１および第２色素容
器１ａ、ｌｂは直列に間隔をおいて配置されている。な
お、第１のレーザ発振波長λ１は第２のレーザ発振波長
λ、よシ短かくなる様な組合せの色素が第１および第２
色素容器１ａ、１ｂＫ夫々収容され、波長λ１と波長λ
。
との波長差は単一の色素により多波長レーザが出射する
レーザ光間の最大波長差よシ大きい。２は第１色素容器
１ａに対向配置された出力鏡で、波長λ、および同λ、
を夫々有する第１および第２光波に対応するレーザ光を
出射すると共にレーザ発振用に用いられ、半透鏡をなし
て第１色素容器１ａに対向するその反射面は後述の共振
器の軸心３ａに対して直角をなしている。３は第１およ
び第２色素容器１８．１ｂの間にその反射面が出力鏡２
の反射面に対して向き合って傾斜するように配置された
ビームスプリッタで、光共振器の軸心３ａをレーザ発振
波長λ、の光波用の後述の光共振器の軸心３ｂとレーザ
発振波長λ、の光波用の光共振器の軸心３Ｃとに分ける
。４はビームスプリッタ３により反射された波長λ、の
光波を選択的に高反射率で入・反射するように配置され
大筒１の波長選択手段であって、この実施例では、リド
ロウ屋に第１の回折格子を使用している。５は出力鏡２
に反射されてビームスプリッタ３を透過した波長λ、の
光波を高反射率で選択的に入・反射するように配置され
た第２の波長選択手段であって、この実施例ではＩＪ
）ロウ盤に第２の回折格子を使用している。６１，６ｂ
は第１および第２色素容器１ａおよびｌｂ内の色素を夫
々ポンピングするポンピング光で、ポンピング光６ａは
第１色素容器１ａに対しては軸心３ａと略直角をなす方
向から入射し、ポンピング光６ｂは第２色素容器１ｂに
対しては細心３Ｃと略直角をなす方向から入射している
。
レーザ光間の最大波長差よシ大きい。２は第１色素容器
１ａに対向配置された出力鏡で、波長λ、および同λ、
を夫々有する第１および第２光波に対応するレーザ光を
出射すると共にレーザ発振用に用いられ、半透鏡をなし
て第１色素容器１ａに対向するその反射面は後述の共振
器の軸心３ａに対して直角をなしている。３は第１およ
び第２色素容器１８．１ｂの間にその反射面が出力鏡２
の反射面に対して向き合って傾斜するように配置された
ビームスプリッタで、光共振器の軸心３ａをレーザ発振
波長λ、の光波用の後述の光共振器の軸心３ｂとレーザ
発振波長λ、の光波用の光共振器の軸心３Ｃとに分ける
。４はビームスプリッタ３により反射された波長λ、の
光波を選択的に高反射率で入・反射するように配置され
大筒１の波長選択手段であって、この実施例では、リド
ロウ屋に第１の回折格子を使用している。５は出力鏡２
に反射されてビームスプリッタ３を透過した波長λ、の
光波を高反射率で選択的に入・反射するように配置され
た第２の波長選択手段であって、この実施例ではＩＪ
）ロウ盤に第２の回折格子を使用している。６１，６ｂ
は第１および第２色素容器１ａおよびｌｂ内の色素を夫
々ポンピングするポンピング光で、ポンピング光６ａは
第１色素容器１ａに対しては軸心３ａと略直角をなす方
向から入射し、ポンピング光６ｂは第２色素容器１ｂに
対しては細心３Ｃと略直角をなす方向から入射している
。
上記のように構成された多波長発振レーザは、出力鏡２
、色素溶液を含む第１色素容器１ａｘ ビームスプリッ
タ３および回折格子４によ多波長λ。
、色素溶液を含む第１色素容器１ａｘ ビームスプリッ
タ３および回折格子４によ多波長λ。
の第１の光波発振用光共振器７を構成し、出力鏡２、色
素溶液を含む第１色素容器１ｍ、ビームスプリッタ３、
色素溶液を含む第２色素容器１ｂおよび回折格子５によ
り発振波長λ、の第２の光波発振用光共振器８を構成し
ている。なお、第１の光波発振用光共振器７の軸心は３
ａと３ｂとからなシ、第２の光波発振用光共振器８の軸
心は３ａと３Ｃとからなる。
素溶液を含む第１色素容器１ｍ、ビームスプリッタ３、
色素溶液を含む第２色素容器１ｂおよび回折格子５によ
り発振波長λ、の第２の光波発振用光共振器８を構成し
ている。なお、第１の光波発振用光共振器７の軸心は３
ａと３ｂとからなシ、第２の光波発振用光共振器８の軸
心は３ａと３Ｃとからなる。
第２図は第１図のポンピング光６ａ、６ｂを発生するポ
ンピング手段を示している。第２図人において、９はポ
ンピング光６を発生する例えばフラッシュランプ、Ｑス
イッチルビーレーザ、その第２高調波発生源、分子紫外
レーザおよびＹＡＧレーザの第２高調波発生源等のいず
れか１つが用いられるポンピング光源、１０はポンピン
グ光源９から出射するポンピング光６をポンピング光６
ａおよび同６ｂに分割するビームスプリッタ、１１はビ
ームスプリッタ１０により反射されて分割されたポンピ
ング光６ｂをポンピング光６ａと同方向に向ける全反射
鏡、１２．１３はビームスプリッタ１０を透過したポン
ピング光６ａおよび全反射鏡により反射されたポンピン
グ光６ｂを夫々線状に集光する円筒レンズである。なお
、円筒レンズ１２および同１３によるポンピンク光６
ａ 。
ンピング手段を示している。第２図人において、９はポ
ンピング光６を発生する例えばフラッシュランプ、Ｑス
イッチルビーレーザ、その第２高調波発生源、分子紫外
レーザおよびＹＡＧレーザの第２高調波発生源等のいず
れか１つが用いられるポンピング光源、１０はポンピン
グ光源９から出射するポンピング光６をポンピング光６
ａおよび同６ｂに分割するビームスプリッタ、１１はビ
ームスプリッタ１０により反射されて分割されたポンピ
ング光６ｂをポンピング光６ａと同方向に向ける全反射
鏡、１２．１３はビームスプリッタ１０を透過したポン
ピング光６ａおよび全反射鏡により反射されたポンピン
グ光６ｂを夫々線状に集光する円筒レンズである。なお
、円筒レンズ１２および同１３によるポンピンク光６
ａ 。
６ｂの夫々の集光位置に第１図に示した第１および第２
色素容器１ａ、ｌｂ内の色素が配置されてイル。第２図
Ｂにおいて、９は第１のポンピング光源、１４は第２の
ポンピング光源、１５は第１のポンピング光源９と第２
のポンピング光源とが同期をとってポンピング光６ａお
よび同６ｃを夫々出射するために利用する同期用の接続
線、１２゜１３は円筒レンズでポンピング光６ａ、６ｃ
を集光する。この実施例の場合にはポンピング手段とし
て第２図人に示したものを用いるが、第２図Ｂに示し九
ポンピング手段を第１図に適用する場合には、第１図の
ポンピング光６ｂをポンピング光６Ｃに置きかえればよ
い。また、この他にも第２図Ｂにおいて、第１および第
２のポンピング光源９．１４としてへりカル凰フラッシ
ュランプを用いる場合には円筒レンズ６ａ、６ｃは不要
である。
色素容器１ａ、ｌｂ内の色素が配置されてイル。第２図
Ｂにおいて、９は第１のポンピング光源、１４は第２の
ポンピング光源、１５は第１のポンピング光源９と第２
のポンピング光源とが同期をとってポンピング光６ａお
よび同６ｃを夫々出射するために利用する同期用の接続
線、１２゜１３は円筒レンズでポンピング光６ａ、６ｃ
を集光する。この実施例の場合にはポンピング手段とし
て第２図人に示したものを用いるが、第２図Ｂに示し九
ポンピング手段を第１図に適用する場合には、第１図の
ポンピング光６ｂをポンピング光６Ｃに置きかえればよ
い。また、この他にも第２図Ｂにおいて、第１および第
２のポンピング光源９．１４としてへりカル凰フラッシ
ュランプを用いる場合には円筒レンズ６ａ、６ｃは不要
である。
次に、この発明の動作説明をする。ポンピング光源９か
ら出射したポンピング光６はビームスプリッタ１０によ
りポンピング光６ａ、６ｂに２分割される。ポンピング
光６ａは円筒レンズ１２により集光されると同時にポン
ピング光６ｂは、全反射鏡１１により全反射されて円筒
レンズ１３により集光される。これら集光されたポンピ
ング光６ａ、６ｂが第１および第２色素容器１ａ、ｌｂ
内の各色素を夫々同時に照射する。これＫよシ、第１お
よび第２色素容器１ａ、ｌｂ内の各色素が反転分布の状
態となシ、各色素から励起光が出力される。第１色素容
器ｌａ内の色素からは波長λ。
ら出射したポンピング光６はビームスプリッタ１０によ
りポンピング光６ａ、６ｂに２分割される。ポンピング
光６ａは円筒レンズ１２により集光されると同時にポン
ピング光６ｂは、全反射鏡１１により全反射されて円筒
レンズ１３により集光される。これら集光されたポンピ
ング光６ａ、６ｂが第１および第２色素容器１ａ、ｌｂ
内の各色素を夫々同時に照射する。これＫよシ、第１お
よび第２色素容器１ａ、ｌｂ内の各色素が反転分布の状
態となシ、各色素から励起光が出力される。第１色素容
器ｌａ内の色素からは波長λ。
の第１光波を含む光波が発生し、第２色素容器１ｂの色
素からは波長λ、の第２光波を含む光波が発生する。波
長λ、の第１光波は回折格子４により選択反射されて第
１光波発損用光共振器７内でレーザ発振して、その一部
の光は波長λ、のレーザ光として出力鏡２から出射する
。波長λ、の第２光波は回折格子５により選択反射され
て第２光波発振用光共振器８内でレーザ発振して、その
一部の光は波長λ、のレーザ光として出力鏡２から出射
する。
素からは波長λ、の第２光波を含む光波が発生する。波
長λ、の第１光波は回折格子４により選択反射されて第
１光波発損用光共振器７内でレーザ発振して、その一部
の光は波長λ、のレーザ光として出力鏡２から出射する
。波長λ、の第２光波は回折格子５により選択反射され
て第２光波発振用光共振器８内でレーザ発振して、その
一部の光は波長λ、のレーザ光として出力鏡２から出射
する。
゛ここで、レーザ物質としての色素の１重項の吸収スペ
クトルと螢光スペクトルは一般に第３図に示したような
特徴を有し、螢光スペクトルのピーク近辺の波長領域で
ある所のレーザ発振可能な波長領域よシ短波長側に吸収
スペクトルが存在する。
クトルと螢光スペクトルは一般に第３図に示したような
特徴を有し、螢光スペクトルのピーク近辺の波長領域で
ある所のレーザ発振可能な波長領域よシ短波長側に吸収
スペクトルが存在する。
従って、第３図に示した光特性が第１色素容器１ａ内の
色素の特性とすると、第１色素容器１ａ内の色素の吸収
および螢光特性は第３図の曲線を短波長側に移動した特
性曲線に類似している。よって、第１色素容器ｌａ内の
色素の光吸収率の高い部分の波長領域内に第２色素容器
１ｂの色素の励起光をレーザ発振させて得る第２光波の
レーザ発振波長丸が入ることはない。従って、レーザ発
振波長λ、の第２光波は第１色素容器ｌａ内の色素で吸
収されることなく出力鏡２に達して、一部反射されて回
折格子５との間で第２光波発振用光共振系をつ＜シ、あ
たかも第１の色素容器１ａが無いかのように発振動作を
行なう。
色素の特性とすると、第１色素容器１ａ内の色素の吸収
および螢光特性は第３図の曲線を短波長側に移動した特
性曲線に類似している。よって、第１色素容器ｌａ内の
色素の光吸収率の高い部分の波長領域内に第２色素容器
１ｂの色素の励起光をレーザ発振させて得る第２光波の
レーザ発振波長丸が入ることはない。従って、レーザ発
振波長λ、の第２光波は第１色素容器ｌａ内の色素で吸
収されることなく出力鏡２に達して、一部反射されて回
折格子５との間で第２光波発振用光共振系をつ＜シ、あ
たかも第１の色素容器１ａが無いかのように発振動作を
行なう。
このように、第１光波と第２光波を夫々別個の色素容器
１ａ、ｌｂ内の夫々の異なる色素から発生するようＫし
たので、第１光波の波長λ、と第２光波の波長λ８との
差を大きくとることができ発振している光波間の相互作
用が弱くできる。
１ａ、ｌｂ内の夫々の異なる色素から発生するようＫし
たので、第１光波の波長λ、と第２光波の波長λ８との
差を大きくとることができ発振している光波間の相互作
用が弱くできる。
従って、出力鏡２を共通にして同一軸心３ａ上に異なっ
た波長の光波を互いに独立に発生できる光共振系を実現
して、安定に多波長のレーザ発振を行なうことができる
。
た波長の光波を互いに独立に発生できる光共振系を実現
して、安定に多波長のレーザ発振を行なうことができる
。
以上述べたように１第１および第２色素容器１ａ、ｌｂ
内の異なる色素を反転分布状態にしてレーザ発振を行な
うので、両波長λ１．λ１間の差が大きなレーザ光を出
力鏡２から同一中心軸上に同時に出射することができる
。
内の異なる色素を反転分布状態にしてレーザ発振を行な
うので、両波長λ１．λ１間の差が大きなレーザ光を出
力鏡２から同一中心軸上に同時に出射することができる
。
なお、上記実施例では、第１および第２色素容器１ａ、
１ｂＫ異なる色素を入れるものとしているが、同一の色
素を入れ、その色素を含む色素溶液の濃度および／また
は溶媒を異ならしめて第１゜第２の回折格子４．５の回
転調整により異なる波長の波長差の大きな光波のレーザ
発振を安定に起こすこともできる。
１ｂＫ異なる色素を入れるものとしているが、同一の色
素を入れ、その色素を含む色素溶液の濃度および／また
は溶媒を異ならしめて第１゜第２の回折格子４．５の回
転調整により異なる波長の波長差の大きな光波のレーザ
発振を安定に起こすこともできる。
また上記実施例では、ビームスプリッタ３により第１の
レーザ発振用共振器７の軸心を第２のレーザ発振用共振
器８の軸心から分けているが、第１色素容器１ａ内の色
素のレーザ発振波長領域内の特定波長の光波に対してビ
ームスプリッタ３の反射面の反射率が最大になるように
誘電体多層膜鏡を使用して第１光波と第２光波との分離
をより良くすることもできる。また、ビームスプリッタ
３と回折格子４との間および回折格子５と第２色素容器
１ｂとの間に図示の一点鎖線で示したように夫々偏光子
を入れて回折格子４および同５に第１光波および第２光
波のみを夫々効率よく入射するようにしてもよい。また
、第２色素容器１ｂと回折格子５との間に偏光子を入れ
る代シにビームスプリッタ３を偏光ビームスプリッタに
すればよい。さらには、偏光子の代りに必要に応じてＮ
Ｄフィルタもしくはビームエクスパンダ−を分布させて
もよい。
レーザ発振用共振器７の軸心を第２のレーザ発振用共振
器８の軸心から分けているが、第１色素容器１ａ内の色
素のレーザ発振波長領域内の特定波長の光波に対してビ
ームスプリッタ３の反射面の反射率が最大になるように
誘電体多層膜鏡を使用して第１光波と第２光波との分離
をより良くすることもできる。また、ビームスプリッタ
３と回折格子４との間および回折格子５と第２色素容器
１ｂとの間に図示の一点鎖線で示したように夫々偏光子
を入れて回折格子４および同５に第１光波および第２光
波のみを夫々効率よく入射するようにしてもよい。また
、第２色素容器１ｂと回折格子５との間に偏光子を入れ
る代シにビームスプリッタ３を偏光ビームスプリッタに
すればよい。さらには、偏光子の代りに必要に応じてＮ
Ｄフィルタもしくはビームエクスパンダ−を分布させて
もよい。
第４図は３波長λ８．λ８．λ、の光波のレーザ発振を
行なうレーザ装置の他の実施例である。図において、１
ｃは波長λ、の第３光波用のレーザ物質としての色素を
その溶媒と共に第３色素溶液として収容している第３色
素容器であシ、１６はビームスプリッタ、１７は波長λ
、の光波を高反射率で選択的に人・反射する回折格子で
ある。第１色素容器１ａ、第２色素容器１ｂ、出力鏡２
、ビームスプリッタ３および回折格子４の構成は第１図
と同構成であシ、第２色素容器１ｂの後方にビームスプ
リッタ１６、第３色素容器ＩＣおよび回折格子１７がこ
の順序で配列されておシ、ビームスプリッタ１６により
反射された波長λ、の第２の光波を入・反射する位置に
回折格子５が配置されている。なお、波長λ、は波長λ
、よシ短波長である。波長λ、の光波発振用光共振器は
第１図と同構成であるが、波長λ、のレーザ発振用光共
振器は出力鏡２％第１色素溶液を含む第１色素容器１ｍ
、ビームスプリッタ３、第２色素溶液を含む第２色素容
器１ｂ、ビームスプリッタ１６および回折格子５とから
構成され、波長λ、の光波発振用光共振器は第３図の構
成から回折格子４および５を除いた残シの構成要素から
構成されている。
行なうレーザ装置の他の実施例である。図において、１
ｃは波長λ、の第３光波用のレーザ物質としての色素を
その溶媒と共に第３色素溶液として収容している第３色
素容器であシ、１６はビームスプリッタ、１７は波長λ
、の光波を高反射率で選択的に人・反射する回折格子で
ある。第１色素容器１ａ、第２色素容器１ｂ、出力鏡２
、ビームスプリッタ３および回折格子４の構成は第１図
と同構成であシ、第２色素容器１ｂの後方にビームスプ
リッタ１６、第３色素容器ＩＣおよび回折格子１７がこ
の順序で配列されておシ、ビームスプリッタ１６により
反射された波長λ、の第２の光波を入・反射する位置に
回折格子５が配置されている。なお、波長λ、は波長λ
、よシ短波長である。波長λ、の光波発振用光共振器は
第１図と同構成であるが、波長λ、のレーザ発振用光共
振器は出力鏡２％第１色素溶液を含む第１色素容器１ｍ
、ビームスプリッタ３、第２色素溶液を含む第２色素容
器１ｂ、ビームスプリッタ１６および回折格子５とから
構成され、波長λ、の光波発振用光共振器は第３図の構
成から回折格子４および５を除いた残シの構成要素から
構成されている。
レーザ発振を行なう場合には、ポンピング光６ａ。
６ｂ、６ｄを第１〜第３色素容器１ａ〜ＩＣの各色素に
夫々同時に照射すれば、波長λ８．λ３．λ。
夫々同時に照射すれば、波長λ８．λ３．λ。
の光波が発振して、それらの３種類の波長のレーザ光が
出力鏡２から出射する。
出力鏡２から出射する。
第５図はこの発明の他の実施例で、第１図に示したレー
ザ装置と異なる点は、第１図のレーザ装置は波長λ、用
の光波選択手段として回折格子４を用いているが、第５
図では回折格子４の代りにプリプム１８と全反射鏡１９
を用いている。プリプム１８と全反射鏡１９との距離を
大きくとれば全反射鏡１９にある程度の幅をもたせるこ
とができる。この実施例の場合、光波の波長選択にはプ
リプム１．８を図示矢印人の方向に回転して全反射鏡１
９に入射する光波の波長を変えるか、プリプム１８を固
定して全反射鏡１９がプリプム１８から特定波長の光を
入射する入射位置に位置させるように移動すればよい。
ザ装置と異なる点は、第１図のレーザ装置は波長λ、用
の光波選択手段として回折格子４を用いているが、第５
図では回折格子４の代りにプリプム１８と全反射鏡１９
を用いている。プリプム１８と全反射鏡１９との距離を
大きくとれば全反射鏡１９にある程度の幅をもたせるこ
とができる。この実施例の場合、光波の波長選択にはプ
リプム１．８を図示矢印人の方向に回転して全反射鏡１
９に入射する光波の波長を変えるか、プリプム１８を固
定して全反射鏡１９がプリプム１８から特定波長の光を
入射する入射位置に位置させるように移動すればよい。
プリプム１８の回転および全反射鏡１９の移動を両方性
なうことにより光波の波長選択が可能なことは勿論であ
る。また、プリプムと全反射鏡からなる波長選択手段を
回折格子５０代りに用いることもできる。
なうことにより光波の波長選択が可能なことは勿論であ
る。また、プリプムと全反射鏡からなる波長選択手段を
回折格子５０代りに用いることもできる。
以上のようＫ、この発明によれば、レーザ物質としての
各色素溶液を収容した色素容器を複数にして発振させる
ように構成したので、多波長発振できる波長存在領域を
大きくできると共に１発振光波間の相互作用を弱くして
安定に多波長のレーザ発振ができるものが得られる効果
がある。
各色素溶液を収容した色素容器を複数にして発振させる
ように構成したので、多波長発振できる波長存在領域を
大きくできると共に１発振光波間の相互作用を弱くして
安定に多波長のレーザ発振ができるものが得られる効果
がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第２図Ａ、
Ｂは第１図に用いられるポンピング手段の各実施例を夫
々示す構成図、第３図はレーザ発振可能な色素の吸収ス
ペクトルと光波発生用の螢光スペクトルを示す特性図、
第４図は、３波長のレーザ発振を行なうこの発明の他の
実施例を示す構成図、第５図は、レーザ発振波長に対し
て選択性を有する波長選択機構をプリプムと全反射鏡で
行なう他の実施例を示す構成図、第６図は、従来の多波
長発振レーザ装置を示す構成図である。 図においてｓ ｌｘ、ｉｂは色素容器、２は出力鏡％３
はビームスプリッタ、４は波長選択手段（回折格子）、
５は波長選択手段（回折格子）、６ａ、６ｂはポンピン
グ光％９はポンピング光源、１０はビームスプリッタ、
１１は全反射鏡、１２゜１３は円筒レンズ。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 （外２名） シ皮−１（［ｙ＼コ
Ｂは第１図に用いられるポンピング手段の各実施例を夫
々示す構成図、第３図はレーザ発振可能な色素の吸収ス
ペクトルと光波発生用の螢光スペクトルを示す特性図、
第４図は、３波長のレーザ発振を行なうこの発明の他の
実施例を示す構成図、第５図は、レーザ発振波長に対し
て選択性を有する波長選択機構をプリプムと全反射鏡で
行なう他の実施例を示す構成図、第６図は、従来の多波
長発振レーザ装置を示す構成図である。 図においてｓ ｌｘ、ｉｂは色素容器、２は出力鏡％３
はビームスプリッタ、４は波長選択手段（回折格子）、
５は波長選択手段（回折格子）、６ａ、６ｂはポンピン
グ光％９はポンピング光源、１０はビームスプリッタ、
１１は全反射鏡、１２゜１３は円筒レンズ。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 （外２名） シ皮−１（［ｙ＼コ
Claims (6)
- （１）直列に間隔をおいて配列された複数の色素容器と
、この色素容器群の１側に設けられ複数の波長のレーザ
光を出射すると共にレーザ発振用に用いられる半透鏡状
の出力鏡と、上記色素容器群り他側に設けられ、特定波
長の光波を選択反射する第１の波長選択手段と、上記色
素容器間に配置され上記出力鏡からの反射光波を分割す
るビームスプリッタと、このビームスプリッタにより反
射された光波を入射する位置に配置され特定波長の光波
を選択反射する第２の波長選択手段と、上記色素容器内
に収容され且つ上記出力鏡に近い順にポンピングにより
、レーザ発振波長の短い光波を発生する色素とその溶媒
とからなる色素溶液と、この色素溶液にポンピング光を
照射するように配置されたポンピング手段とを備えたレ
ーザ装置。 - （２）上記ビームスプリッタに隣接する上記出力鏡側に
配置された上記色素容器内の色素のポンピングにより発
生する光波の特定波長の光波に対して上記ビームスプリ
ッタの反射率を最大にしたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のレーザ装置。 - （３）上記ポンピング手段は上記色素溶液へのポンピン
グ光の照射を同時に行なうことを特徴とする特許請求の
範囲第１項又は第２項記載のレーザ装置。 - （４）上記ポンピング手段のポンピング光としてフラッ
シュランプ光を使用することを特徴とする特許請求の範
囲第１項乃第３項のいずれか１項に記載のレーザ装置。 - （５）上記第１の波長選択手段および／または、上記第
２の波長選択手段の少なくとも１つは回折格子であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のレーザ装置
。 - （６）上記第１の波長選択手段および／または上記第２
の波長選択手段の少なくとも１つはプリプムと全反射と
の組合せであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のレーザ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12725085A JPS61287189A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | レ−ザ装置 |
| US06/851,219 US4710937A (en) | 1985-06-13 | 1986-04-14 | Laser system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12725085A JPS61287189A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61287189A true JPS61287189A (ja) | 1986-12-17 |
| JPH0558596B2 JPH0558596B2 (ja) | 1993-08-26 |
Family
ID=14955402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12725085A Granted JPS61287189A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61287189A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6242267U (ja) * | 1985-08-31 | 1987-03-13 | ||
| JPH01124276A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Agency Of Ind Science & Technol | 多波長レーザ装置 |
| US8315288B2 (en) * | 2008-08-29 | 2012-11-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solid-state dye laser |
| JP6652684B1 (ja) * | 2018-10-10 | 2020-02-26 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置 |
-
1985
- 1985-06-13 JP JP12725085A patent/JPS61287189A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6242267U (ja) * | 1985-08-31 | 1987-03-13 | ||
| JPH01124276A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Agency Of Ind Science & Technol | 多波長レーザ装置 |
| US8315288B2 (en) * | 2008-08-29 | 2012-11-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Solid-state dye laser |
| JP6652684B1 (ja) * | 2018-10-10 | 2020-02-26 | 三菱電機株式会社 | レーザ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0558596B2 (ja) | 1993-08-26 |
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