JPS6379388A - 高度安定化レ−ザ−装置 - Google Patents
高度安定化レ−ザ−装置Info
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- JPS6379388A JPS6379388A JP22463186A JP22463186A JPS6379388A JP S6379388 A JPS6379388 A JP S6379388A JP 22463186 A JP22463186 A JP 22463186A JP 22463186 A JP22463186 A JP 22463186A JP S6379388 A JPS6379388 A JP S6379388A
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- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 16
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 abstract description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
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
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
- H01S3/134—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation in gas lasers
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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】
ａ）産業上の利用分野
本発明は発振周波数ならびに発揚強度を高度に安定化し
たレーザー装置に関する。
たレーザー装置に関する。
ｂ）従来の構成とその問題点
内部共振器を有する気体レーザーに縦あるいは横磁場を
印加して得られる直交した発振偏光の間に生じる光ビー
ト周波数や、磁場のない場合の直交した偏光のそれぞれ
の強度つ強度比は共振器の長さの変化に併って周期的に
変化する変動物理量である。これらの変動物理ｊよが一
定になるように内部共振器をイｉする気体レーザーの放
電管の温度を制御して共振器長を−・定にすると安定化
レーザ−を得ることができ、広く実用されている。しか
しこの種の安定化レーザーはレーザー放゛１耽管に注入
されるエネルギーとレーザー放電管から放出されるエネ
ルギーが完全に等しくなるようヒーターで放電管を加熱
するか送風器で冷却するか、あるいは両名を併用してレ
ーザー放電管の温度を制御して熱収支の微妙なｆ！！ｉ
をとることによって目的を達している。すなわち発振光
の変動する物理量に対し、ある設定点を決め、物理量が
設定値より増加すれば、それが減少するようレーザー放
、を管の温度を変化せしめて平衡を保っている。この種
の制御系においては、外界温度等が変化して平衡点が変
化すると、平衡点の変化は必ず設定点の変化を引起すと
いう原理的な欠点を有している。主系列、１分系列、積
分系夕１を併用した１ＩＪＩＪｌ系を用いることにより
平衡点の移動速度、移動量の大幅な減少を行なうことは
できるが、それを皆無にすることはできない。
印加して得られる直交した発振偏光の間に生じる光ビー
ト周波数や、磁場のない場合の直交した偏光のそれぞれ
の強度つ強度比は共振器の長さの変化に併って周期的に
変化する変動物理量である。これらの変動物理ｊよが一
定になるように内部共振器をイｉする気体レーザーの放
電管の温度を制御して共振器長を−・定にすると安定化
レーザ−を得ることができ、広く実用されている。しか
しこの種の安定化レーザーはレーザー放゛１耽管に注入
されるエネルギーとレーザー放電管から放出されるエネ
ルギーが完全に等しくなるようヒーターで放電管を加熱
するか送風器で冷却するか、あるいは両名を併用してレ
ーザー放電管の温度を制御して熱収支の微妙なｆ！！ｉ
をとることによって目的を達している。すなわち発振光
の変動する物理量に対し、ある設定点を決め、物理量が
設定値より増加すれば、それが減少するようレーザー放
、を管の温度を変化せしめて平衡を保っている。この種
の制御系においては、外界温度等が変化して平衡点が変
化すると、平衡点の変化は必ず設定点の変化を引起すと
いう原理的な欠点を有している。主系列、１分系列、積
分系夕１を併用した１ＩＪＩＪｌ系を用いることにより
平衡点の移動速度、移動量の大幅な減少を行なうことは
できるが、それを皆無にすることはできない。
Ｃ）発明の目的
本発明は変動する物理量の設定イ１すなわち平衡制御値
と完全に独立した他の目標値をもうけ、平衡制御システ
ムが平衡を保ちながら設定値を徐々に目標値の方向に向
って常に移動させることにより外界温度等の変化から完
全に独立した目標値に被ＩＩ御値を固定させることによ
り、前記の欠点を原理的に除くという手法で、外界の温
度等の影ゴを全く受けることがなく、さらに前記の目標
値の方向に向う移動の方向転換を滑らかに行ない安定点
の変動を極端に小さくした安定化レーザー装芒を提供す
ることを目的としたものである。
と完全に独立した他の目標値をもうけ、平衡制御システ
ムが平衡を保ちながら設定値を徐々に目標値の方向に向
って常に移動させることにより外界温度等の変化から完
全に独立した目標値に被ＩＩ御値を固定させることによ
り、前記の欠点を原理的に除くという手法で、外界の温
度等の影ゴを全く受けることがなく、さらに前記の目標
値の方向に向う移動の方向転換を滑らかに行ない安定点
の変動を極端に小さくした安定化レーザー装芒を提供す
ることを目的としたものである。
Ｄ）発ＩＩの構成
未発ＩＪＩの構成を図面を用いて説１ｊ１する。
第一図は共振＝の長さの変化に併なって周期的に変化す
る物理量としてレーザー発振光の直交した偏光の間で発
生する光ビート周波数を用いた場合の未発ｌＪ１の実施
例である。内部共振器を有するレーザー放電管ｌに磁石
１５により横磁場を印加すると１発振光は発振周波数が
異なる直交した直線偏光となる。従って、一方の偏光の
方位に対し４５０の方位を有する偏光子２により直交し
た二つの偏光を重ね合わせ検知器３で検知すると、光ビ
ート信号が得られる。この光ビート信号の周波数は共振
器長の変化に併って周期的に変化する。
る物理量としてレーザー発振光の直交した偏光の間で発
生する光ビート周波数を用いた場合の未発ｌＪ１の実施
例である。内部共振器を有するレーザー放電管ｌに磁石
１５により横磁場を印加すると１発振光は発振周波数が
異なる直交した直線偏光となる。従って、一方の偏光の
方位に対し４５０の方位を有する偏光子２により直交し
た二つの偏光を重ね合わせ検知器３で検知すると、光ビ
ート信号が得られる。この光ビート信号の周波数は共振
器長の変化に併って周期的に変化する。
従って光ビート信号を高周波増幅器４で増幅し。
周波数−電圧変換器５で光ビート周波数値に対応した電
圧を求め低周波ｋＰＩ幅器６で増幅した電気電力信号を
電熱ヒーター１７に印加してレーザー放電管ｌの温度を
制御する第１のシステムにより、レーザーの発振周波数
等をある平衡制御値で安定化することができる。しかし
これだけでは外界の温度等が変化しそれによって電熱ヒ
ーター１７に印加される電圧が変化せざるを得なくなる
と、それに併って平衡制御値が変化する。この系に高周
波成分の特性を改善するための微分制御系、低周波成分
の特性を改善するための積分ＵＩ Ｉｎ系を併用すれば
特性は大幅に改善されるが、磐衡制御値の変化＋ｍ木的
に取除いたこと、にならない。
圧を求め低周波ｋＰＩ幅器６で増幅した電気電力信号を
電熱ヒーター１７に印加してレーザー放電管ｌの温度を
制御する第１のシステムにより、レーザーの発振周波数
等をある平衡制御値で安定化することができる。しかし
これだけでは外界の温度等が変化しそれによって電熱ヒ
ーター１７に印加される電圧が変化せざるを得なくなる
と、それに併って平衡制御値が変化する。この系に高周
波成分の特性を改善するための微分制御系、低周波成分
の特性を改善するための積分ＵＩ Ｉｎ系を併用すれば
特性は大幅に改善されるが、磐衡制御値の変化＋ｍ木的
に取除いたこと、にならない。
本発明においては上記の千Ｎ ５制御値とは別に目標値
設定器８で光ビート周波数の１］標ｆ１に対応したｌＳ
準電圧を発生させ、電圧比較器９によって、ｌＡ２！ｌ
ｉ？９＋電圧と周波数−電圧変換器５の出力電圧を比較
してその大小に応じて正負の電圧を発生せしめた後、時
定数が極めて長い積分回路ｌＯ等により重工正負の電圧
の正、負に応じ極めてゆっくり増、減する電圧を発生す
る第２のシステムによって得られる電圧を加算回路７に
よって前記の第１のシステムの信号電圧に加算すること
により、レーザー放電管の熱エネルギーの収支の平衡を
くづさないようにゆっくりと平＆ｊｕｎ値をｌ］標イめ
に向って移動せしめ、光ビート周波数を一定イ１に保つ
、この場合、目標イ１に向った平衡制ｔａ値の移動はそ
の方向は変るが決して停止することはない。
設定器８で光ビート周波数の１］標ｆ１に対応したｌＳ
準電圧を発生させ、電圧比較器９によって、ｌＡ２！ｌ
ｉ？９＋電圧と周波数−電圧変換器５の出力電圧を比較
してその大小に応じて正負の電圧を発生せしめた後、時
定数が極めて長い積分回路ｌＯ等により重工正負の電圧
の正、負に応じ極めてゆっくり増、減する電圧を発生す
る第２のシステムによって得られる電圧を加算回路７に
よって前記の第１のシステムの信号電圧に加算すること
により、レーザー放電管の熱エネルギーの収支の平衡を
くづさないようにゆっくりと平＆ｊｕｎ値をｌ］標イめ
に向って移動せしめ、光ビート周波数を一定イ１に保つ
、この場合、目標イ１に向った平衡制ｔａ値の移動はそ
の方向は変るが決して停止することはない。
従って短時間のスケールで光ビート周波数値はわずかで
はあるが目標値を中心に振動的にｆａしている０本発明
においてはこの振動的な変動を取り除くため微小な振幅
を有する交番電気信号を交番信号発生′Ａ１６で発生せ
しめ平衡電気信号に重畳している。すなわち該交番電気
信号の重畳により電圧比較器９の出力の正負二値電圧は
該交番電気信号の周期で振動する電圧となり、第２のシ
ステムは該振動する１ヒ圧の正の部分と負の部分の時間
幅が等しくなるように働くことになる。従って。
はあるが目標値を中心に振動的にｆａしている０本発明
においてはこの振動的な変動を取り除くため微小な振幅
を有する交番電気信号を交番信号発生′Ａ１６で発生せ
しめ平衡電気信号に重畳している。すなわち該交番電気
信号の重畳により電圧比較器９の出力の正負二値電圧は
該交番電気信号の周期で振動する電圧となり、第２のシ
ステムは該振動する１ヒ圧の正の部分と負の部分の時間
幅が等しくなるように働くことになる。従って。
平衡制御イ１と目標値が一致した場合、極長時定数植分
器ＩＯの出力はもはや振動的なものではなくなり、光ビ
ート周波数の値は振動のない完全な一定値となり、高安
定化レーザー装置を得ることができる。
器ＩＯの出力はもはや振動的なものではなくなり、光ビ
ート周波数の値は振動のない完全な一定値となり、高安
定化レーザー装置を得ることができる。
第２図は他の実施例である０本実施例においては光ビー
ト周波数の目標値を１１標値周１１１Ｉ！ｌ［発生器１
１で発生せしめて平衡面ｖ４周波数値との比較を周波殻
比較器１２で行なう例である。
ト周波数の目標値を１１標値周１１１Ｉ！ｌ［発生器１
１で発生せしめて平衡面ｖ４周波数値との比較を周波殻
比較器１２で行なう例である。
第３図は他の実施例で、共振′ＪＡ長の変化に応じて変
化する物理量として発振光の２つの偏光のうちの一方の
偏光の強度を用いたものである。偏光子１２で発振光の
一方の偏光を分離して該偏光の強度を検知！１１３で検
知し、信号を低周波増幅器１４で増幅し、それ以後の信
号については第１図の実施例と同様な動作によりレーザ
ーの一方の偏光強度を一定にすることにより安定化レー
ザーを得ている０以上の実施例の他に発振光の２つの偏
光強度比を一定にするごとくシステムを構成することも
できる。
化する物理量として発振光の２つの偏光のうちの一方の
偏光の強度を用いたものである。偏光子１２で発振光の
一方の偏光を分離して該偏光の強度を検知！１１３で検
知し、信号を低周波増幅器１４で増幅し、それ以後の信
号については第１図の実施例と同様な動作によりレーザ
ーの一方の偏光強度を一定にすることにより安定化レー
ザーを得ている０以上の実施例の他に発振光の２つの偏
光強度比を一定にするごとくシステムを構成することも
できる。
４ 図面のｌ！！Ｉ弔な説明
ｗＳ１図は未発明を光ビートを用いた安定化レーザーに
用いた実施例、第２図は本発明を他の方法で光ビートを
用いた安定化レーザーに用いた他の実施例、第３図は未
発ＩＪＩを、偏光強度を用いた安定化レーザーに用いた
場合の他の実施例である。
用いた実施例、第２図は本発明を他の方法で光ビートを
用いた安定化レーザーに用いた他の実施例、第３図は未
発ＩＪＩを、偏光強度を用いた安定化レーザーに用いた
場合の他の実施例である。
１・・・・・・・・・内部共振器形レーザー放電管２．
１２・・・・・・偏光子 ３．１３・・・・・・・検知器
１２・・・・・・偏光子 ３．１３・・・・・・・検知器
Claims (1)
- 内部共振器を有する気体レーザーの発振光の持つ物理量
のうち、内部共振器の長さの変化に併なって周期的に変
化する周期的な変動物理量の値が一定となるごとく気体
レーザーの温度を制御して発振光の周波数等の安定化を
行なうレーザー装置において、周期的な変動物理量があ
る平衡制御値となるごとく該気体レーザーの温度を制御
することにより共振器長の制御を行なう第１のシステム
と、該周期的な変動物理量に対して前記平衡制御値とは
独立に他の目標値を設定する手段と、該目標値に対応し
た目標電気信号値と前記平衡値に対応した平衡制御電気
信号値の比較を行ない、該目標電気信号値と平衡制御電
気信号値の大小に応じて正負の符号の異なる二値電圧を
発生せしめる手段と、該二値電圧の正負に応じて徐々に
増加あるいは減少する電圧を発生する手段とからなる第
２のシステムを有し、該第２のシステムの発生する増加
あるいは減少する電圧を前記第１のシステムの電気信号
に加算して、前記平衡制御値を徐々に前記目標値に近づ
けると共に前記平衡電気信号あるいは目標電気信号に微
小振幅を有する交番電気信号を重畳せしめることを特徴
とする安定化レーザー装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22463186A JPS6379388A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 高度安定化レ−ザ−装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22463186A JPS6379388A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 高度安定化レ−ザ−装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379388A true JPS6379388A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0337873B2 JPH0337873B2 (ja) | 1991-06-06 |
Family
ID=16816737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22463186A Granted JPS6379388A (ja) | 1986-09-22 | 1986-09-22 | 高度安定化レ−ザ−装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6379388A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02218189A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-08-30 | Nippon Kagaku Eng Kk | ガスレーザーの周波数安定化方法 |
| CN100382398C (zh) * | 2006-06-12 | 2008-04-16 | 哈尔滨工业大学 | 基于热电致冷器的双纵模激光器稳频方法与装置 |
-
1986
- 1986-09-22 JP JP22463186A patent/JPS6379388A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02218189A (ja) * | 1989-02-20 | 1990-08-30 | Nippon Kagaku Eng Kk | ガスレーザーの周波数安定化方法 |
| CN100382398C (zh) * | 2006-06-12 | 2008-04-16 | 哈尔滨工业大学 | 基于热电致冷器的双纵模激光器稳频方法与装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0337873B2 (ja) | 1991-06-06 |
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Legal Events
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