JPS63233579A - 色素レ−ザ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、発振された色素レーザ光を増幅器で増幅する
機能を備えた色素レーザ装置に関する。

（従来の技術） 第３図は色素レーザ装置の構成図であって、高反射ミラ
ー１と出力ミラー２とから構成されるレーザ共振器３内
には色素セル４が配置され、この色素セル４の流路５内
に色素溶液が流れるようになっている。又、このレーザ
共振器３から出力される□−色素レしザ光Ｑ１の光路上
には増幅器６が配置されている。なお、この増幅器６は
色素セル４と同一構成で内部に色素溶液が流れている。

一方、励起レーザ発振装置７が備えられ、この励起レー
ザ発振装置７から出力される励起レーザ光Ｑ２がハーフ
ミラ−８により分岐され、その一方の励起レーザ光が色
素セル４の流路５に流れる色素溶液に照射され、他方の
励起レーザ光が励起光到達調整手段９の各高反射ミラー
１０，１１で反射されて増幅８６内に流れる色素溶液に
照射されている。従って、励起レーザ発振装置７から励
起レーザ光Ｑ２が出力されて第４図に示す時刻ｔ１にハ
ーフミラ−８で分岐され、その一方の励起レーザ光が色
素セル４内に流れる色素溶液に照射されると、この色素
溶液は励起される。このように色素溶液が励起されると
、レーザ共搬器３０作用により色素レーザ光Ｑ１が時刻
ｔ２　（１２ｎｓ後）に発振開始して増幅器６へ進行す
る。ところで、励起レーザ光Ｑ１はハーフミラ−８から
色素セル４内の色素溶液までに到達する時間は２ｎｓ掛
り、さらに励起レーザ光Ｑ１が到達してから色素レーザ
光Ｑ１が発振されるまで１０ｎｓ掛かる。かくして、色
素レーザ光Ｑ１が増幅器６に到達する時刻はｔ３（１６
ｎＳ）となる。一方、励起レーザ光Ｑ２は、色素レーザ
光Ｑ１が増幅器６に入射されているときにタイミングを
合せて増幅器６に入射されなければ、増幅器６は増幅作
用の機能を果たさない。このため、励起レーザ光Ｑ２は
、励起光到達調整手段９を通ることによってハーフミラ
−８を通過してから１６ｎＳ後の時刻【３に励起レーザ
光Ｑ３として増幅器６に入射する。かくして、色素レー
ザ光Ｑ１は増幅されて最終的な色素レーザ光Ｑ４として
出力される。

ところが、増幅器６に入射する励起レーザ光Ｑ３のパル
ス幅は第４図に示すように色素レーザ光Ｑ１のパルス幅
よりも広くなっているために、色素レーザ光Ｑ１が増幅
器６に入射して増幅作用を行なっている期間には自然放
射増幅光（以下、ＡＳＥ：Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ　　５ｐ
ｏｎｔａｎｅｏｕｓ　　Ｅｍｉｓｓｉｏｎと指称する）
の発生が少ないが、色素レーザ光Ｑ１が増幅器６を通過
して入射しなくなると急激に増加する。このため、色素
レーザ光Ｑ４の光軸上及びその周囲のＡＳＥが増加し、
色素レーザ光Ｑ４は単−波長成分だけでなく第５図に示
すように他の波長成分を含んで単色性が悪くなる。この
ように他の波長成分が含まれると、例えば単一波長で励
起される原子のみを分離する場合、他の波長で励起され
る原子も同時に分離されてしまい分離作用が確実に行え
なくなる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように色素レーザ光Ｑ４に含むＡＳＥ量が増加し
て単色性が悪くなっている。

そこで本発明は、ＡＳＥＩを減少して単色性を向上でき
る色素レーザ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、レーザ発振器内の色素セルに励起レーザ光を
照射するとともにレーザ発振器から出力される色素レー
ザ光の光路上に配置された増幅器に励起レーザ光を照射
して増幅器から増幅した！柊的な色素レーザ光を出力す
る色素レーザ装置において、レーザ発振器から出力され
る色素レーザ光のパルス幅を励起レーザ光のパルス幅と
同一以上に拡張するパルス幅拡張光学系と、励起レーザ
光の増幅器への到達時間を調節してこの励起レーザ光の
増幅器への入射時間を色素レーザ光の増幅器への入射期
間内とする励起光到達調節手段とを備えて上記目的を達
成しようとする色素レーザ装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、レーザ発振器から
出力された色素レーザ光はパルス幅拡張光学系によって
パルス幅が拡張されて増幅器へ送られ、一方励起レーザ
光は励起光到達調節手段によって増幅器への入射時間を
色素レーザ光の増幅器への入射期間内とする。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。なお、第３図と同一部分には同一符号を付してその
詳しい説明は省略する。同図において２０はパルス幅拡
張光学系であって、これはレーザ共振器３から出力され
る色素レーザ光Ｑ１のパルス幅を励起レーザ光Ｑ２のパ
ルス幅と同一以上に拡張する機能をもったものである。

具体的にはハーフミラ−２１，２２及び高反射ミラー２
３．２１から構成されており、これらハーフミラ−２１
，２２及び高反射ミラー２３．２４の配置は次のように
なっている。すなわち、色素レーザ光Ｑ１がハーフミラ
−２１で分岐されてその一方がハーフミラ−２２を通っ
て増幅器６に進行するようになっている。そして、ハー
フミラー２１で分岐された他方の励起レーザ光は高反射
ミラー２３．２４で反射されてハーフミラ−２２に到達
し、さらにこのハーフミラ−２２で分岐されてその一方
が増幅器６に送られるようになっている。ところで、高
反射ミラー２３．２４を通ってハーフミラ−２２までに
到達する時間は略色素レーザ光Ｑ１のパルス幅期間例え
ば２３ｎｓに設定されている。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。励起レーザ発振装、！！７から励起レーザ光Ｑ２が出
力されて第４図に示す時刻ｔ１０にハーフミラ−８で分
岐され、その一方の励起レーザ光が色素セル４内に流れ
る色素溶液に照射されると、この色素溶液は励起される
。このように色素溶液が励起されると、レーザ共振器３
の作用により色素レーザ光Ｑ１が時刻ｔ１１　　（１２
ｎＳ後）に発振されてハーフミラ−２１へ進行する。と
ころで、色素レーザ光Ｑ１はハーフミラ−２１で分岐さ
れてその一方がハーフミラ−２２を通ってレーザ光Ｑａ
として増幅器６へ進行する。そして、ハーフミラ−２１
で分岐された色素レーザ光の他方は高反射ミラー２３．
２４でそれぞれ反射してハーフミラ−２２に到達し、さ
らにこのハーフミラ−２２で分岐されてその一方がレー
ザ光Ｑｂとして増幅器６へ進行する。従って、色素レー
ザ光Ｑ１はレーザ光Ｑａ、Ｑｂから成るパルス幅の拡張
された拡張レーザ光０１′として増幅器６へ送られて時
刻ｔ１２　　（１６ｎｓｌ　）に増幅器６に入射する。

一方、励起レーザ光Ｑ２は、励起光到達調整手段９を通
ることによってハーフミラ−８を通過してから１６ｎＳ
後の時刻ｔ１２に励起レーザ光Ｑ３として増幅器６に入
射する。かくして、色素レーザ光Ｑ１は増幅されて最終
的な色素レーザ光Ｑ４として出力される。そして、この
とき拡張レーザ光Ｑｌ′のパルス幅は励起レーザ光Ｑ３
のパルス幅よりも大きくなっているためにＡＳＥが減少
する。

この結果、単一波長の色素レーザ光Ｑ５が出力される。

このように上記−実流例においては、レーザ共振器３か
ら出力された色素レーザ光Ｑ１をパルス幅拡張光学系２
０によってパルス幅を拡張して増幅器６に送り、一方励
起レーザ光Ｑ２を励起光到達調節手段９によって増幅器
６への入射時間を拡張レーザ光Ｑ１−の増幅器６への入
射期間内にする構成としたので、増幅器６に励起レーザ
光Ｑ３のみが入射する期間が無くなってＡＳＥが減少し
、これにより単一波長の色素レーザ光Ｑ５を得ることが
できる。従って、特定の原子のみ分離するのに最適とな
る。又、ＡＳＥが多いと増幅器６内の反転分布が低下し
て増幅率が低下するが、本発明ｆｉ＠ではＡＳＥを減少
できるので増幅率の低下を無くして色素レーザ光Ｑ５の
出力を大きくできる。

なお、パルス幅拡張光学系２０によって色素レーザ光Ｑ
１の出力レベルは低下するが、この出力レベルの低下は
増幅器６を数段備えることによって補償できる。それよ
りも、色素レーザ光Ｑ５に含まれるＡＳＥを減少させる
ことの方が原子の分離作用への適用に際して重要である
。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、パ
ルス幅拡張光学針２０ではパルス幅を略２倍としたがハ
ーフミラ−及び高反射ミラーの配圏組合わせによって所
望のパルス幅に拡張してもよい。このように色素レーザ
光の０１のパルス幅を拡張することによって増幅器６を
数段備えた場合に励起レーザ光Ｑ２の出力レベルが高く
かつそのパルス幅が広くなった場合に最適となる。

又、色素セル４と増幅器６とへの各励起レーザ光をそれ
ぞれ別の励起レーザ発振装置によって照射してもよい。

なお、この場合色素レーザ光の発振時を受けて励起レー
ザ光が増幅器６に色素レーザ光の入射期間内に入射する
励起光到達調節手段を設ける。

［発明の効果〕 以上詳記したように本発明によれば、ＡＳＥ量を減少し
て単色性を向上できる色素レーザ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる色素レーザ装置の一実施例を示
す構成図、第２図は同装置のレーザ発振タイミング図、
第３図は従来装置の構成図、第４図は同装置のレーザ発
振タイミング図、第５図はＡＳＥを含んだ色素レーザ光
の波長分布図である。 ３・・・レーザ共振器、４・・・色素セル、６・・・増
幅器、７・・・励起レーザ発振装置、８・・・ハーフミ
ラ−１９・・・励起光到達調節手段、１０．１１・・・
高反射ミラー、２０・・・パルス幅拡張光学系、２１．
２２・・・ハーフミラ−１２３，２４・・・高反射ミラ
ー。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ｔｌｏ　　ｔｌｌ　ｔ１２ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザ発振器内の色素セルに励起レーザ光を照射すると
   ともに前記レーザ発振器から出力される色素レーザ光の
   光路上に配置された増幅器に励起レーザ光を照射して前
   記増幅器から増幅した最終的な色素レーザ光を出力する
   色素レーザ装置において、前記レーザ発振器から出力さ
   れる色素レーザ光のパルス幅を前記励起レーザ光のパル
   ス幅と同一以上に拡張するパルス幅拡張光学系と、前記
   励起レーザ光の前記増幅器への到達時間を調節してこの
   励起レーザ光の前記増幅器への入射時間を前記色素レー
   ザ光の前記増幅器への入射期間内とする励起光到達調節
   手段とを具備したことを特徴とする色素レーザ装置。