JPS6315757B2 - - Google Patents

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JPS6315757B2
JPS6315757B2 JP54025470A JP2547079A JPS6315757B2 JP S6315757 B2 JPS6315757 B2 JP S6315757B2 JP 54025470 A JP54025470 A JP 54025470A JP 2547079 A JP2547079 A JP 2547079A JP S6315757 B2 JPS6315757 B2 JP S6315757B2
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JP
Japan
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reflector
laser
gas discharge
reflectors
layer
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JP54025470A
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English (en)
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JPS54124995A (en
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Fuan Deru Baru Yohannesu
Bohyuusu Giisuberutasu
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS54124995A publication Critical patent/JPS54124995A/ja
Publication of JPS6315757B2 publication Critical patent/JPS6315757B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08059Constructional details of the reflector, e.g. shape
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/28Interference filters
    • G02B5/285Interference filters comprising deposited thin solid films
    • G02B5/286Interference filters comprising deposited thin solid films having four or fewer layers, e.g. for achieving a colour effect
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3025Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08054Passive cavity elements acting on the polarization, e.g. a polarizer for branching or walk-off compensation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はレーザ管と、一対の2個の反射器とを
具え、これら反射器の光学軸をレーザ管の軸線と
一致させ、前記反射器は少なくとも1個の基板上
に屈折率が異なる2種類の誘電材料層を多数交互
に設けて構成し、前記反射器の少なくとも一方が
異方特性をもつて反射するようにした直線偏光放
射発生用気体放電レーザに関するものである。 斯種気体放電レーザはオランダ国公開特許願第
7507853号に開示されている。これに記載されて
いるように、レーザ管の軸線に対して垂直方向に
横方向の磁界をかけると、レーザから直線的に偏
光された光ビームが得られる。さらに、2個の異
方性の反射器を用いて、その異方軸線の方向を横
方向磁界の方向とほぼ一致させると、レーザから
極めて良好な偏光性を呈する光ビームが得られ
る。反射器の異方性軸線とは、これら反射器の軸
線方向に直線的に偏光された光が反射された後に
おける位相差および/または強度が最大となる間
の軸線を意味するものとする。横方向磁界を発生
させるには、レーザ管の近くに1組の永久磁石を
設ける必要がある。このような横方向磁界を発生
させるための一組の永久磁石は高価であり、しか
もこれらを反射器に対して整列させるには特別の
操作が必要である。またこのような磁界はレーザ
の気体放電を不安定にし、しかも雑音を生ぜしめ
る。 良好な直線偏光を呈するレーザ光はレーザにブ
ルースター(Brewster)窓を用いて得ることも
既知である。しかし斯種レーザにはブルースター
窓の光学的品質に極めて高度な要求を課する必要
があり、さらに上記窓での余分な損失によりレー
ザの効率が低下すると云う構造上の問題点があ
る。また、斯様な窓を設けることは費用が嵩み、
大量生産するのには不適当である。 偏光反射器を具えているイレーザ(例えばCO2
レーザのような赤外線レーザ)は米国特許第
4009933号明細書から既知である。この場合の偏
光反射器は基板上に電気的に導電性を呈し、かつ
反射性のグリツドを設けて構成している。またグ
リツドのストリツプ間の間隔は反射すべき光の波
長の1/2よりも小さくしている。このような可視
スペクトル内のレーザ用反射器(例えばHe−Ne
レーザの波長は6328Åである)は製造不可能であ
るか、または製造可能としても極めて困難なこと
であることは明らかである。 本発明の目的は、磁界を必要とせず、光学的な
損失が小さく、しかも極めて良好な直線偏光レー
ザビームが得られるように適切に構成配置した直
線偏光気体放電レーザを提供せんとするにある。 本発明は、レーザ管と、一対の2個の反射器と
を具え、これら反射器の光学軸をレーザ管の軸線
と一致させ、かつ2個の反射器が共振器を構成
し、前記反射器は必なくとも1個の基板上に屈折
率が異なる2種類の誘電材料層を多数交互に設け
て構成し、前記反射器の少なくとも一方が異方特
性をもつて反射するようにした直線偏光放射発生
用気体放電レーザにおいて、前記異方性を呈する
反射器を構成する1つ以上の層が共に強い異方性
を呈して、相対的に垂直の2方向に偏光される光
に対する前記反射器の反射係数の差が少なくとも
0.5%となるようにしたことを特徴とする。 この場合、1つまたは複数の複屈折層によつて
反射器の反射層の組の一部または全体を形成す
る。反射器が一方向にのみ十分反射して、誘導放
出が得られるように、反射器を構成する少なくと
も1つの層を強い異方性を呈するように形成すれ
ば、その方向に偏光された光ビームだけがレーザ
によつて発生される。斯種直線偏光された光ビー
ムを発生するレーザは、レーザ後方に偏光フイル
ターを設ける任意に偏光されるレーザに較べて損
失が低く、しかも直線偏光が極めて良好であると
云う利点がある。実際上、一方向に偏光するフイ
ルターをレーザの後方、またはレーザに対向して
設けると、このレーザによつて発生される光の内
の上述した方向とは別の方向に偏光される光は失
われてしまう。しかし本発明によればこのような
ことがなく、レーザは直線的に偏光された光のみ
を発生するため、損失は極めて小さくなる。 本発明による気体放電レーザは例えばAr−、
Kr−またはHe−Cdレーザとすることができる。
しかし例えば、反長が6328ÅのHe−Neレーザの
ように、波長が極めて小さい放射を発生するレー
ザとすることもできる。このようなHe−Neレー
ザにおける反射器の各層の誘電材料は、例えば平
均屈折率が1.46の二酸化珪素(SiO2)および平均
屈折率が2.21の酸化チタニウム(TiO2)のよう
なものとする。 既に公告されたオランダ国特許願第7507583号
に開示されているように、異方性を呈する方向は
反射器の製造時における蒸着方向に一致する。所
望な反射係数の差が得られるような強い異方性を
呈する高い屈折率を有する層を作ることができる
ことを確めた。これは蒸着する材料粒子を傾斜さ
せて入射させるような方法で、上記屈折率の高い
層を蒸着することによつて形成することができ
る。この結果、或る方向の偏光に対する光学的な
厚さを約1/4λとして、層が極めて速かに反射す
るようにしたり、また他の方向に対する光学的な
厚さをほぼ1/2λとして、層の反射を弱めたりす
ることができる。従つてこのような層を交互に複
数個重ねて成る反射器全体は異方性を呈するよう
になる。なおここにλは層材料の波長である。 屈折率が高い異方性反射器の内の3つの層は、
相対的に垂直な2方向に偏光される光に対する上
記反射器の反射係数の差が少なくとも3%となる
ように強い異方性を呈するように作製するのが好
適である。この場合、或る方向に偏光される光に
対する層は約1/4λの厚さとし、しかもこの層が
この方向に対し直角な方向に対して、これからず
れている光学的な厚さを有しているため、このず
れた方向に偏光される光の反射は一層悪化し、従
つてこの場合レーザ光は極めて安定に直線的に偏
光される。 本発明の好適な実施に当つては、反射器をつぎ
のような配置関係で構成し、 S(H1,2L)xHLH ここに、 Sは反射器の基板を、H1,2は屈折率の高い複屈
折層を、Lは屈折率の低いほぼ等方性を呈する層
を、Hは屈折率の高いほぼ等方性を呈する層をそ
れぞれ表わし、xを値2、3、4または5の何れ
か1つの値とする。 図面につき本発明を説明する。 第1図は本発明による偏光気体放電レーザの一
例を示す断面図であり、これは長さが約250mmの
管状容器1で構成する。容器1の両端部は中央孔
をあけてある金属板2および3によつて封止す
る。金属板3はレーザの陽極をも構成する。金属
板2および3にはそれぞれ反射器4および5を設
け、これらの光学軸をレーザ管10の軸線と一致
させる。上記両反射器4および5はレーザ共振器
を構成する。反射器4および5は多層ミラー7お
よび9を具えるガラス基板6および8で構成す
る。レーザ管10の内径は1.8mmとする。管状容
器1内には中空陰極11も同軸的に設ける。反射
器4はこのレーザの出力反射器、すなわちこれを
通して直線偏光レーザビームを放出する反射器を
成る。反射器5は凹面反射器として構成する。こ
のレーザの封入気体は15%のNeと、85%のHeと
し、これらの気体を2.3Torrの圧力で封入する。
このレーザの出力は6328Åの波長で1〜2mWで
ある。 第2図は反射器4の断面図であり、ガラス基板
6(S)の上には屈折率が低い(L)、約1.46のSiO2
層13と、屈折率が高い(H)、約2.21のTiO2層1
4とを交互に設ける。なおこの図では交互に堆積
するこれらの各層の直径を便宜上相違させたが、
実際の反射器ではこれらの各層の直径は同一とす
る。強い複屈折層が得られるように多数のTiO2
層を設けることによつて、上記反射器が一方向に
のみ十分偏光された光を反射して、誘導放出を得
るようにする。この結果100%直線的に偏光され
た光がレーザによつて発生される。 第3図は第2図に示す複屈折層を有している反
射器の反射係数R(%)を波長λ(Å)の関数とし
て示したものであり、ここに実線Aは複屈折層の
光学的厚さが1/4λの場合に、或る方向に直線的
に偏光される光の反射係数を示す。λ=6328Åに
おける反射係数は98.8%であるため、レーザはこ
の方向に偏光された光を発生する。第3図は破線
Bは複屈折層の光学的な厚さが1/4λとは異なる
場合における或る方向に直線的に偏光される光の
反射係数を示す。この場合、λ=6328Åにおける
反射係数は95.8%であり、これは誘導放出するに
は不十分な値である。 本発明によるレーザの多数の例を参照して本発
明をさらに詳細に説明する。 例 1 第1図につき述べた構成のHe−Ne気体放電レ
ーザ(λ=6328Å)に、ガラス基板(S)上にほ
ぼ等方性のTiO2層(H)およびSiO2層(L)と、複屈折
性のTiO2層(H1,2)とを設けて成る出力反射器
を設けた。異方性の層はいずれも一方向の偏光方
向に対して1/4λの光学的厚さを呈する。出力反
射器を構成する各層の材料はつぎの通りである。
【表】 このことはつぎのように簡単に表わすことがで
きる。 S(H1,2L)4HLH H1,2層に対する相対的に垂直の2方向の屈折率
はn1=2.15、n2=2.25であつた。従つて、これら
2方向における反射係数Rの差は1.2%(R1
98.8%、R2=97.6%)となつた。これがため反射
係数の差は、レーザが100%直線的に偏光される
光ビームを発生する程度の大きさである。 例 2 He−Ne気体放電レーザに、つぎのように表わ
される配置関係の各層を第2図に基ずいて構成し
た反射器を設けた。 S(H1,2L)(HL)4H 複屈折層H1,2は材料粒子を傾斜させて入射させ
るような方法にて蒸着し、或る方向の偏光方向に
対してこの層の厚さが1/4λとなり、この方向に
対して直角の方向に対してはこの層の厚さが光学
的に極めて厚く、例えば1/2λとなるようにした。
この結果、前記最初の第1方向の反射係数R1
98.8%となり、他の方向の反射係数R2は97.0%と
なつた。従つて誘導放出が可能な光は第1方向に
直線的に偏光される光だけである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による気体放電レーザの一例を
示す断面図、第2図は出力反射器の一例を示す断
面図、第3図は出力反射器の相対的に垂直な2方
向における反射係数を波長の関数として示した特
性図である。 1……管状容器、2……金属板、3……金属板
(陽極)、4……出力反射器、5……凹面反射器、
6,8……ガラス基板、7,9……多層ミラー、
10……レーザ管、11……中空陰極、12……
管軸線、13……SiO2層、14……TiO2層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーザ管と、一対の2個の反射器とを具え、
    これら反射器の光学軸をレーザ管の軸線と一致さ
    せ、前記反射器は少なくとも1個の基板上に屈折
    率が異なる2種類の誘電材料層を多数交互に設け
    て構成し、前記反射器の少なくとも一方が異方特
    性をもつて反射するようにした直線偏光放射発生
    用気体放電レーザにおいて、前記異方性を呈する
    反射器を構成する1つ以上の層が共に強い異方性
    を呈して、相対的に垂直の2方向に偏光される光
    に対する前記反射器の反射係数の差が少なくとも
    0.5%となるようにしたことを特徴とする気体放
    電レーザ。 2 特許請求の範囲1記載の気体放電レーザにお
    いて、異方性を呈する反射器を構成する少なくと
    も3つの層が強い異方性を呈して、相対的に垂直
    の2方向に偏光される光に対する前記反射器の反
    射係数の差が少なくとも3%となるようにしたこ
    とを特徴とする気体放電レーザ。 3 特許請求の範囲2記載の気体放電レーザにお
    いて、反射器をつぎのような配置関係で構成し、 S(H1,2L)xHLH ここに、 Sは反射器の基板を、H1,2は屈折率の高い複屈
    折層を、Lは屈折率の低いほぼ等方性を呈する層
    を、Hは屈折率の高いほぼ等方性を呈する層をそ
    れぞれ表わし、xを値2、3、4または5の何れ
    か1つの値としたことを特徴とする気体放電レー
    ザ。
JP2547079A 1978-03-07 1979-03-05 Gas discharge laser Granted JPS54124995A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7802454A NL7802454A (nl) 1978-03-07 1978-03-07 Gasontladingslaser voor het opwekken van lineair gepolariseerde straling.

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JPS54124995A JPS54124995A (en) 1979-09-28
JPS6315757B2 true JPS6315757B2 (ja) 1988-04-06

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ID=19830449

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Country Status (12)

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JP (1) JPS54124995A (ja)
AT (1) AT379473B (ja)
AU (1) AU521570B2 (ja)
BE (1) BE874625A (ja)
CA (1) CA1126376A (ja)
DE (1) DE2907268A1 (ja)
ES (1) ES478287A1 (ja)
FR (1) FR2419599A1 (ja)
GB (1) GB2015812B (ja)
IT (1) IT1111132B (ja)
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