KR20000022139A - 펌프 레이저 및 광파라메트릭 발진기용의 단일 공진기캐비티내에 브루스터각의 q 스위치를 갖춘 시력 보호 레이저 투과기 - Google Patents

펌프 레이저 및 광파라메트릭 발진기용의 단일 공진기캐비티내에 브루스터각의 q 스위치를 갖춘 시력 보호 레이저 투과기 Download PDF

Info

Publication number
KR20000022139A
KR20000022139A KR1019980710555A KR19980710555A KR20000022139A KR 20000022139 A KR20000022139 A KR 20000022139A KR 1019980710555 A KR1019980710555 A KR 1019980710555A KR 19980710555 A KR19980710555 A KR 19980710555A KR 20000022139 A KR20000022139 A KR 20000022139A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
laser
resonator cavity
wavelength
optical
Prior art date
Application number
KR1019980710555A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100281832B1 (ko
Inventor
쳉 에스. 첸
로버트 디. 스털쯔
Original Assignee
글렌 에이치. 렌젠, 주니어
레이티언 캄파니
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 글렌 에이치. 렌젠, 주니어, 레이티언 캄파니 filed Critical 글렌 에이치. 렌젠, 주니어
Publication of KR20000022139A publication Critical patent/KR20000022139A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100281832B1 publication Critical patent/KR100281832B1/ko

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
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • 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
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
    • H01S3/1083—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering using parametric generation
    • 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
    • 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
    • H01S3/113—Q-switching using intracavity saturable absorbers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

시력 보호 레이저(10) 투과기는 펌프 레이저(pump laser) 및 광파라메트릭 발진기(optical parametric oscillator)(22)용의 단일 공진기 캐비티(resonator cavity)(16)를 갖는다. Nd:YAG 로드(rod)(24)는 제1 파장의 빛에 이득을 제공한다. 조합된 Q 스위치/브루스터 플레이트(Brewster plate)(26)는 빛을 Q 스위치하여, 그 강도를 증가시키고 편광면이 광파라메트릭 발진기로 동작되는 KTP 결정의 Z-축에 수직이 되도록 빛을 편광시키므로, 타입 II 위상 정합 조건을 제공하게 된다. 광파라메트릭 발진기는 제1 파장의 빛을 눈에 해가 없는 파장에서 부분적 반사 외부결합기를 통해 출력되는 제2 파장의 빛으로 변형시킨다.

Description

펌프 레이저 및 광파라메트릭 발진기용의 단일 공진기 캐비티내에 브루스터각의 Ｑ 스위치를 갖춘 시력 보호 레이저 투과기
여기서 논의되는 종류의 시력 보호 레이저 투과기는 2개의 공진기 캐비티를 포함한다. 제1 공진기 캐비티는 펌프 주파수에서 동작되는 펌프 레이저와 연관되어 동작되고, 제2 공진기 캐비티는 레이저의 펌프 주파수 출력을 시력 보호 주파수로 변환하는 광파라메트릭 발진기(OPO)와 연관되어 동작된다. 2개의 공진기 구성은 레이저 동작을 위해 총 3개의 공진기 미러(mirror)를 요구한다. 3개의 공진기 미러를 사용하면 미러의 정렬이 대단히 복잡해진다.
정렬을 고려하는 것에 부가하여, 전형적인 시력 보호 레이저는 높은 프레넬수(Fresnel number)를 제공하게 되는 비교적 짧은 OPO 캐비티를 포함하고, 그에 의해 레이저빔의 전체적인 양을 줄인다. 또한, 이들 캐비트의 공간상 오버랩은 때로 주어진 배열에 의해 상당히 제한된다.
브루스터 각(Brewster angle)으로 정렬되는 코팅되지 않은 U4+:SrF2Q 스위치는 시력 보호 주파수(1533nm)에서 동작되는 Er:glass 레이저의 공진기 캐비티에서 설명된다.
본 발명은 레이저에 의해 방사된 빛의 파장을 시프트하는 광파라메트릭 발진기(optical parametric oscillator)를 포함하는 레이저 시스템에 관한 것으로, 특히 펌프(pump) 레이저와 광파라메트릭 발진기 모두에 대해 같은 광공진기 캐비티(optical resonator cavity)를 사용하는 레이저 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 원리에 따라 배열된 레이저 시스템을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 레이저 시스템에서 출력된 전형적인 1.57 μm 펄스의 그래프.
도 3은 도 1에 도시된 Cr4+:YAG Q 스위치의 흡수 스펙트럼 그래프.
도 4는 Nd:YAG의 흡수 스펙트럼 그래프.
도 5는 본 발명의 원리에 따라 배열된 레이저의 제2 실시예를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에서 설명된 레이저를 사용한 범위 처리 시스템에 대한 블록도.
본 발명에 따르면, 시력 보호 레이저 시스템은 공진기 캐비티내에서 제 1 [펌핑(pumping)] 파장과 제2 (시력 보호) 파장의 빛을 적어도 부분적으로 반사하고 공진기 캐비티로부터 제2 파장의 빛을 적어도 부분적으로 투과시키기 위해 적어도 하나의 단부에서 부분적으로 반사되는 표면을 갖는 단일 공진기 캐비티를 포함한다. 공진기 캐비티내에 배치된 광파라메트릭 발진기는 펌핑 주파수의 빛을 출력 주파수의 빛으로 변환한다. 펌핑 주파수 빛을 제공하는 레이저와 광파라메트릭 발진기는 모두 공진기 캐비티내에 수납되고, 공진기 캐비티를 정의하는 반사면 (또는 다수 표면)은 레이저 및 광파라메트릭 발진기와 함께 광학축을 따라 광학적으로 정렬된다.
일부 실시예에서는 광학축이 겹치고, 하나의 부분적 반사면이 공진기 캐비티의 양 단부를 정의한다. 다른 실시예에서는 광학축이 부분적 반사면으로부터 바람직하게 두 주파수에서 모두 반사되는 캐비티의 다른 단부의 제2 반사면으로 확장된다.
바람직하게, 레이저와 OPO 사이에는 포화성 흡광체의 Q 스위치가 놓이고, 이는 광학축에 대해 브루스터 각으로 정렬된다. 펌프 레이저와 OPO를 모두 같은 공진기 캐비티내에 수납하고 Q 스위치를 또한 브루스터 플레이트 편파기(Brewster plate polarizer)로 동작하게 적응시킴으로서, 공진기 캐비티의 설계를 간략화시키고 거기서의 광학적 소자의 정렬을 용이하게 하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 표면의 수를 줄여 전체적인 광학적 효율을 증가시키고/또는 그렇지 않은 경우 요구되는 반사 방지 코팅 중 적어도 일부를 제거하여 제작 비용울 줄이는 것이 가능해진다. 그래서, 결과의 OPO형 레이저 시스템은 더 적고 더 간단한 구성성분을 포함하여 제작하고 보수하기가 더 값싸고 용이하다.
본 발명의 부가적인 목적, 특성, 및 이점은 첨부된 도면과 연관되어 취해진 다음의 설명 및 부가된 청구항으로부터 명백해진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 시스템(10)은 광학적 캐비티(16)의 단부를 정의하는 제1 미러(mirror)(12) 및 제2 미러(14)를 포함한다. 미러(12)는 1.06 미크론(micron)의 파장을 갖는 빛을 반사하도록 고반사율 코팅(coating)되고 (대략 100%) 또한 1.57 미크론의 파장을 갖는 빛을 반사하도록 고반사율 코팅된 (대략 88%) 10 미터의 곡률 반지름을 갖는 내부적으로 볼록한 표면(18)을 포함한다. 미러(14)는 1.06 미크론의 파장을 갖는 빛을 반사하도록 고반사율 코팅되고 (대략 100%) 1.57 미크론의 파장에서 부분적으로만 반사율 코팅된 (대략 46%) 평평한 내부 표면(20)을 포함하여, 그에 의해 시력 보호 1.57 미크론 출력빔에 대한 외부결합기로 동작된다. 미러(12) 및 (14)의 내부 표면(18) 및 (20)의 반사율 코팅은 각각 펌프 (1.06 미크론) 및 광파라메트릭 발진기(22) (1.57 미크론)에 의해 방사되는 빛의 파장과 일치한다. 미러(14) 및 (12)는 대략 5 인치 (14 cm)만큼 분리된다. 1.57 미크론의 88% 반사인 것으로 도시되지만, 미러(12)는 바람직하게 1.57 미크론 빛의 100% 반사이다.
공진기 캐비티(16)의 내부에는 치수 2.5 mm x 50 mm의 Nd:YAG 로드 (neodymium-doped yttrium aluminum garnet rod)가 플래시램프-펌프(flashlamp-pump)된다. 바람직하게, 로드(24)와 램프는 모두 반사 세라믹 펌프 캐비티내에 놓인다. 로드(24)는 1.06 미크론 파장에서의 빛에 이득을 제공한다. Q 스위치(26)는 초기에 소정의 양의 에너지가 흡수될 때까지 1.06 미크론에서의 빛을 흡수한다. Q 스위치(26)는 이때 비교적 투명해져, 결과적으로 레이저 작용을 착수하게 되고, 이어서 1.06 미크론 빛으로 저장된 에너지의 방출을 일으킨다. Q 스위치(26)는 레이저 공진기(10)의 다양한 소자를 연결시키는 광학축(28)에 대해 브루스터각(61.2。)으로 기울어진 0.54 광밀도 Cr4+:YAG 결정으로서, 브루스터 편광판으로 동작되어, 그에 의해 1.06 미크론 빛이 선형으로 편광된다. 편광된 1.06 미크론 빛은 충분한 강도에 이른 후에 광파라메트릭 발진기(OPO)(22)에 의해 1.57 미크론 빛으로 변환된다. OPO(22)는 도 1의 면에서 바깥쪽으로 투사된 것으로 도시된 Z-축을 갖는 KTP(potassium titanyl phosphate) 결정을 활성 소자로 포함한다. 이 KTP 결정 방향 뿐만 아니라 광학축(28)에 대한 브루스터 플레이트(26)의 방향은 도 1의 평면에서 1.06 미크론 입력과 1.57 미크론 출력이 모두 선형으로 편광되는 (즉, KTP의 Z-축에 수직인) KTP에 대해 타입 II 위상 정합 상태를 제공한다. 그래서, 도 1로부터 광파라메트릭 발진기(22)와 Nd:YAG 로드(24)는 공통된 공진기 캐비티(16)를 공유함을 알 수 있다. 로드(24) 및 OPO(22)의 표면은 바람직하게 1.06 미크론과 1.57 미크론 모두에서 투과성을 개선하도록 반사 방지 코팅된다. 종래 기술에 숙련된 자는 미러(14)의 내부 표면(20)에 적용된 반사 코팅이 OPO(22)의 외부측에 직접 적용되어 미러(14)를 제거할 수 있음을 주목하게 된다. 더욱이, 도시된 실시예에서는 비록 조합된 Q 스위치/브루스터 플레이트(26)가 반사 방지 코팅되지만, 이는 또한 약간의 효율성 손실이 있더라도 이와 같은 코팅으로 기능적이 된다.
동작시, Nd:YAG 로드(24)는 플래시램프-펌프되거나 다이오드-펌프(diode-pump)된다. 1.06 미크론 빛은 낮은 투과율의 1.54 광밀도 Cr4+:YAG (tetravalent-doped chromium yttrium aluminum garnet)결정을 사용해 Q 스위치된다. 이 Q 스위치를 사용한 도 1의 레이저에 대한 한계값은 플래시램프로 입력된 약 3.6 J(Joules)의 전기 에너지이다. 도 1에 기술된 실시예에서는 대략 1 mJ의 출력 에너지가 1.57 미크론 빛의 형태로 미러(14)에서 방사된다. 도 2는 도 1의 레이저 공진기로 관찰되는 전형적인 1.57 미크론 펄스를 도시한다.
광파라메트릭 발진기 신호 파장에서 Cr4:YAG 및 Nd+:YAG 모두의 낮은 고유 손실은 각각 도 3 및 도 4의 흡수 스펙트럼에서 볼 수 있다. 특히, 도 3 및 도 4에 대해 중요한 점은 Cr4:YAG 및 Nd+:YAG 결정에서 모두 1.57 미크론 파장상의 손실이 비교적 낮은 것이다.
도 5는 단일 광학적 캐비티 개념을 사용한 시력 보호 레이저의 다른 실시예를 도시한다. 공진기 캐비티(30)는 1.06 미크론의 파장에서 펌프광을 전부 반사하고 1.57 미크론의 파장에서 출력광을 부분적으로 반사하도록 고반사율 미러 코팅되어 내부 표면(34)상에 피착된 단일 미러(32)를 포함한다. 공진기 캐비티(30)는 또한 단일 미러 설계를 가능하게 하는 코너 큐브 접이식 프리즘(corner cube folding prism)(36)을 포함한다. 조합된 Q 스위치/브루스터 플레이트(38)는 절첩식 공진기 캐비티(30)의 상단부에 걸쳐 확장된 Cr4+:YAG 결정이다. Nd:YAG 로드(40)는 플래시램프-펌프된다. 로드(40)는 1.06 미크론의 파장에서의 빛에 이득을 제공한다. 조합된 Q 스위치/브루스터 플레이트(38)는 1.06 미크론에서 빛을 흡수하도록 도 1에 대해 설명된 바와 같이 동작되고, 도면에서 선형적으로 편광된 레이저 작용의 설정에 이어서 저장된 에너지를 방출한다. OPO(42)는 KTP 결정을 포함하고, 1.06 미크론 빛을 충분한 강도에 이른 이후에 1.57 미크론 빛으로 변환한다. 이어서, 1.57 미크론 빛은 시력 보호 출력 레이저빔을 제공하도록 미러(32)를 통해 부분적으로 투과된다.
도 6을 참고로, 도 1 내지 도 5에서 설명된 바와 같은 레이저 중 하나를 포함하는 표적화 시스템(50)이 도시된다. 표적화 시스템(50)은 범위 처리기(range processor)(52)를 포함한다. 범위 처리기(52)는 도 1 및 도 4 내지 도 6에 대해 기술된 바와 같은 레이저가 될 수 있는 레이저에 제어 신호를 제공한다. 레이저(54)는 표적화를 위해 선택된 물체(56)로 전해지는 단일 (반복되지 않는) 펄스를 출력한다. 레이저 펄스는 레이저(54)의 방향에서 물체(56)에 다시 반사된다. 센서(58)는 반사된 펄스를 검출한다. 센서(58)는 범위 처리기(52)에 입력 신호를 제공한다. 이어서, 범위 처리기(52)는 레이저(54)/센서(58)와 물체(56) 사이의 거리를 결정한다.
범위 처리기(52)는 레이저(54)에 의한 펄스의 전달과 센서(58)에 의한 펄스의 수신 사이의 시간차에 따라 거리를 결정한다. 이어서, 범위 처리기(52)는 거리를 계산하고, 그 거리를 표적화 제어기(60)로 출력한다. 표적화 제어기(60)는 다른 입력 (도시 생략)과 범위 처리기(52)에 의해 제공되는 거리에 따라 표적화 해결법을 결정한다. 이어서, 표적화 제어기는 범위 처리기(52)에 의해 제공된 범위 정보에 따라 표적화 제어기(60)에 의해 방향이 제어될 수 있는 트래킹 디바이스(tracking device)(62)로 표적화 해결법을 출력한다.
이제는 본 발명의 몇가지 중요한 특성이 논의된다.
종래 기술에 숙련된 자는 도 1에 대해, 미러(12) 및 (14), 공진기 캐비티(16), 및 Nd:YAG 로드(24)가 펌프 레이저를 정의함을 주목하게 된다. Nd:YAG 로드는 펌프 레이저에 중간 이득을 제공한다.
종래 기술에 숙련된 자는 OPO의 출력측에 미러 코팅이 적용될 때, 그 미러 코팅이 또한 펌프 레이저의 일부를 구비함을 이해하게 된다.
종래 기술에 숙련된 자는 또한 Nd:YAG 이외의 물질이 대치될 수 있음을 이해하게 된다. 예를 들면, 물질 Nd3:YVO4(yttrium ortho-vanadate)나 YLF(Nd3+:LiYS4)가 용이하게 Nd:YAG 로드에 대치될 수 있다. 이들 물질은 본 발명의 특정한 응용에 유익한 Nd:YAG와 다른 특성을 제공한다. 일반적으로, 로드는 다음의 세 물질 Nd, Nd3+, 및 Yb3+중 하나를 포함한다.
유사하게, OPO에 대해서는 다른 비선형 결정이 KTP 결정에 대치될 수 있다. 수용가능한 대치물의 예는 KTA(potassuim titanyl arsenate), RTA(rubidium titanyl arsenate), KRTA(potassium rubidium titanyl arsenate) 등을 포함한다. 이들 다양한 결정은 일반적으로 비 임계 정합 위상 조건에서 들어오는 파장을 시력 보호 파장으로, 전형적으로 1을 1-11/2 미크론으로, 시프트할 수 있지만 이용가능한 결정을 선택하여, 특정한 응용을 위한 레이저 설계에 더 큰 탄력성을 제공하는 공통적인 특징을 공유한다.
또한, 도 1에 대해 상술된 바와 같이, 펌프 레이저의 다이오드-펌프는 플래시램프-펌프에 대한 다른 방법으로 사용될 수 있다.
상기로부터, 펌프 레이저 및 광파라메트릭 발진기 모두에 같은 광학적 공진기 캐비티를 사용할 수 있고, Q 스위치 및 편광기로서 모두 같은 결정이 사용될 수 있어, 그에 의해 비교적 쉽게 정렬되고 비교적 고효율성으로 동작되는 간단한 구성을 특별히 제공함을 알 수 있다.
본 발명은 비록 특정한 실시예를 참고로 설명되었지만, 다음의 청구항의 의도 및 범위내에서 변형 및 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (6)

  1. 레이저에 있어서,
    광학축 및 상기 광학축의 적어도 일 단부에 있는 외부결합기 반사 표면을 갖는 공진기 캐비티(resonator cavity)로서, 상기 공진기 캐비티 내에서 제1 및 제2 파장의 빛을 적어도 부분적으로 반사하고 상기 공진기 캐비티로부터 상기 제2 파장의 빛을 적어도 부분적으로 투과시키기 위한 공진기 캐비티,
    상기 공진기 캐비티내에 배치되고 상기 광학축과 정렬되어, 상기 레이저 캐비티에 상기 제1 파장의 빛을 공급하기 위한 펌프 레이저(pump laser),
    상기 공진기 캐비티내에 배치되고 상기 광학축과 정렬되어, 소정의 선형적 편광성을 갖는 상기 제1 파장의 빛을 상기 소정의 선형적 편광성을 갖는 상기 제2 파장의 빛으로 변환시키기 위한 광파라메트릭 발진기(optical parametric oscillator: OPO), 및
    상기 펌프 레이저와 상기 광파라메트릭 발진기 사이에 배치되고, 상기 광학축과 교차하는 포화성 흡광체 Q 스위치
    를 포함하고,
    상기 Q 스위치는 연관된 브루스터각(Brewster angle)을 가지며 상기 광학축에 대해 상기 브루스터각으로 정렬된 표면을 구비하여, 상기 소정의 선형적 편광성을 갖는 빛만이 상기 광학축에 평행한 방향으로 Q 스위치를 통해 투과되게 하며,
    상기 제1 파장의 빛이 일단 소정의 포화 강도에 이르면, 상기 Q 스위치는 실질적으로 상기 제1 및 제2 파장에 모두 투명하고,
    적어도 상기 Q 스위치가 실질적으로 투명한 상태에 있을 때, 상기 소정의 편광성으로 상기 광학축을 따라 투과되고 상기 제2 파장으로는 아직 변화되지 않은 실질적으로 모든 제1 파장의 빛은 상기 소정의 선형적 편광성으로 상기 공진기 캐비티의 전체 길이를 따라 전후로 반사되고,
    상기 광발진기로부터 출력되는 실질적으로 모든 제2 파장의 빛은 상기 소정의 편광성을 유지하고, 결국 부분적으로 투과된 외부결합기 표면을 통해 투과될 때까지 상기 공진기 캐비티의 전체 길이를 따라 전후로 반사되는 레이저.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외부결합기 반사 표면과 마주 대하여 상기 공진기 캐비트의 제2 단부에 제2 반사 표면을 더 포함하고, 제2 미러(mirror)는 상기 제1 및 제2 파장의 빛을 적어도 부분적으로 반사하는 레이저.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광파라메트릭 발진기는 비 임계 정합 조건(non-critically matched condition)에서 들어오는 파장을 시력 보호 파장으로 시프트할 수 있는 물질을 갖는 결정을 포함하는 레이저.
  4. 제1항에 있어서, 상기 공진기 캐비티는 절첩식(folded) 공진기 캐비티로서, 상기 외부결합기 반사 표면 반대편에 프리즘이 위치하고,
    상기 광학축은 상기 외부결합기 반사 표면에서 상기 프리즘으로의 제1 경로와 상기 프리즘으로부터 상기 외부결합기 반사 표면으로의 제2 경로를 따라 연장되고,
    상기 제2 경로를 제외한 상기 제1 경로는 상기 펌프 레이저를 통과하고, 상기 제1 경로를 제외한 상기 제2 경로는 상기 OPO를 통과하는 레이저.
  5. 제13항에 있어서, 상기 제1 파장은 1.00 미크론 내지 1.20 미크론의 범위에 있고, 상기 제2 파장은 1.5 미크론 내지 1.8 미크론의 범위에 있는 레이저.
  6. 표적까지의 거리를 결정하기 위한 범위 식별 시스템에 있어서,
    펌핑(pumping) 주파수의 빛을 제공하기 위한 펌프 레이저와 펌핑 주파수의 빛을 출력 주파수의 빛으로 변환시키기 위한 광파라메트릭 발진기(OPO)를 갖는 레이저,
    상기 레이저로 하여금 상기 표적의 통상적인 방향으로 출력 주파수의 빛을 방사하게 하기 위한 제어기,
    상기 표적으로부터 반사된 빛을 검출하기 위한 센서, 및
    상기 레이저에 의한 빛의 방사와 상기 센서에 의한 검출 또는 반사광 사이의 시간차에 따라 표적물까지의 거리를 결정하기 위한 컴퓨터
    를 포함하고,
    상기 펌프 레이저와 광파라메트릭 발진기는 모두 포화성 흡광체를 포함하는 광학 경로를 따라 단일 공진기 캐비티내에 배치되고,
    상기 포화성 흡광체의 표면은 상기 광학 경로에 대해 연관된 브루스터각으로 정렬되고,
    상기 OPO는 상기 광학 경로에 평행한 주 결정축 중 하나와 정렬되어 소정의 편광성 광만이 비 임계 위상 정합 조건에서 상기 펌프 레이저로부터 상기 OPO로 투과되게 하는 범위 식별 시스템.
KR1019980710555A 1997-04-24 1998-04-14 시력 보호 레이저 투과기 KR100281832B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8/845,267 1997-04-24
US08/845,267 US5841798A (en) 1996-05-07 1997-04-24 Eyesafe laser transmitter with brewster angle Q switch in single resonator cavity for both pump laser and optical parametric oscillator
PCT/US1998/007653 WO1998048493A1 (en) 1997-04-24 1998-04-14 Eyesafe laser transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000022139A true KR20000022139A (ko) 2000-04-25
KR100281832B1 KR100281832B1 (ko) 2001-03-02

Family

ID=25294811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980710555A KR100281832B1 (ko) 1997-04-24 1998-04-14 시력 보호 레이저 투과기

Country Status (9)

Country Link
US (2) US5841798A (ko)
EP (1) EP0907995B1 (ko)
JP (1) JP3410108B2 (ko)
KR (1) KR100281832B1 (ko)
CA (1) CA2258887C (ko)
ES (1) ES2166602T3 (ko)
IL (1) IL127527A (ko)
NO (1) NO986057D0 (ko)
WO (1) WO1998048493A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764424B1 (ko) * 2006-08-30 2007-10-05 삼성전기주식회사 파장변환 레이저 장치 및 이에 사용되는 비선형 광학결정

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPO390196A0 (en) * 1996-11-28 1996-12-19 Electro Optic Systems Pty Limited An optical transmitting & receiving system
US6650682B1 (en) 1999-04-30 2003-11-18 University Of New Mexico Bi-directional short pulse ring laser
US6373865B1 (en) * 2000-02-01 2002-04-16 John E. Nettleton Pseudo-monolithic laser with an intracavity optical parametric oscillator
JP4069894B2 (ja) * 2004-03-30 2008-04-02 三菱電機株式会社 固体レーザ装置
US7729392B2 (en) * 2005-01-28 2010-06-01 Scientific Materials Corporation Monoblock laser with reflective substrate
US7817704B2 (en) * 2005-03-17 2010-10-19 Scientific Materials Corporation Monoblock laser with improved alignment features
US7839904B1 (en) 2006-01-26 2010-11-23 Scientific Materials Corporation Monoblock laser systems and methods
JP5551722B2 (ja) * 2006-08-29 2014-07-16 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置用ドライバーレーザ
US9281652B1 (en) * 2012-06-25 2016-03-08 Nlight Photonics Corporation Unstable OPO resonators with improved beam quality
KR20190050934A (ko) * 2016-04-11 2019-05-14 아이피지 포토닉스 코포레이션 원소 농도를 측정하기 위한 파지형 분석기 및 방법
US11400308B2 (en) 2017-11-21 2022-08-02 Cutera, Inc. Dermatological picosecond laser treatment systems and methods using optical parametric oscillator
US10729496B2 (en) 2017-11-21 2020-08-04 Cutera, Inc. Dermatological picosecond laser treatment systems and methods using optical parametric oscillator
AU2019253437B2 (en) * 2018-04-12 2021-10-28 Raytheon Company Phase change detection in optical signals

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5181211A (en) * 1991-05-20 1993-01-19 Fibertek, Inc. Eye-safe laser system
US5303256A (en) * 1993-03-12 1994-04-12 Hughes Aircraft Company Quasi-monolithic saturable optical element
US5457707A (en) * 1993-08-24 1995-10-10 Spectra-Physics Lasers, Inc. Master optical parametric oscillator/power optical parametric oscillator
US5390211A (en) * 1993-08-24 1995-02-14 Spectra-Physics Lasers, Inc. Optical parametric oscillator with unstable resonator
US5377219A (en) * 1993-10-27 1994-12-27 Geiger; Allen R. Wavelength matched OPO/OPA unit
US5619517A (en) * 1995-02-01 1997-04-08 Research Foundation Of The University Of Central Florida Optical parametric oscillator with built-in seeding laser source
US5608744A (en) * 1995-03-31 1997-03-04 Litton Systems, Inc. Compact laser apparatus and method
US5687186A (en) * 1996-05-07 1997-11-11 Hughes Electronics Eyesafe laser transmitter with single resonator cavity for both pump laser and optical parametric oscillator
US5852492A (en) * 1996-06-07 1998-12-22 Lockheed Martin Vought Systems Corp. Fused lasar range/intensity image display for a human interpretation of lasar data

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100764424B1 (ko) * 2006-08-30 2007-10-05 삼성전기주식회사 파장변환 레이저 장치 및 이에 사용되는 비선형 광학결정

Also Published As

Publication number Publication date
EP0907995B1 (en) 2002-01-02
US5841798A (en) 1998-11-24
JPH11514162A (ja) 1999-11-30
ES2166602T3 (es) 2002-04-16
NO986057L (no) 1998-12-22
JP3410108B2 (ja) 2003-05-26
NO986057D0 (no) 1998-12-22
IL127527A0 (en) 1999-10-28
WO1998048493A1 (en) 1998-10-29
CA2258887A1 (en) 1998-10-29
IL127527A (en) 2001-11-25
CA2258887C (en) 2002-06-25
KR100281832B1 (ko) 2001-03-02
EP0907995A1 (en) 1999-04-14
US5991012A (en) 1999-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4797893A (en) Microlaser system
KR100281832B1 (ko) 시력 보호 레이저 투과기
US4208636A (en) Laser apparatus
JP2000261081A (ja) レーザ
CA2204563C (en) Eyesafe laser transmitter with single resonator cavity for both pump laser and optical parametric oscillator
US4292602A (en) Laser resonator
JP2001291918A5 (ko)
US5640412A (en) Prism folded laser cavity with controlled intractivity beam polarization
KR0169538B1 (ko) 모노리식 다기능 광 소자 및 이를 사용하여 구성된 장치
US4796262A (en) Optical resonator using a passive Q switch or other optical element with low-damage threshold
US4438517A (en) Interferometrically tuned laser resonator
US6650685B2 (en) Single laser transmitter for Q-switched and mode-locked vibration operation
CN109510059B (zh) 一种输出长脉冲的调q激光器
EP1891717A1 (en) Frequency stabilized laser source
US20060159136A1 (en) Beam combiner
US9312657B1 (en) Solid-state laser with prismatic gain-element
CN100568641C (zh) 激光振荡装置
IL143959A (en) Eyesafe laser transmitter with brewster angle q-switch in single resonator cavity for both pump laser and optical parametric oscillator
JP2761678B2 (ja) レーザーダイオードポンピング固体レーザー
EP1281219B1 (en) Single laser transmitter for q-switched and mode-locked vibration operation
US6320894B1 (en) High energy Q-switched 0.9 μm laser
CN109494560B (zh) 一种脉宽分立可调的调q激光器
Goth et al. Reduced Alignment Sensitivity and Pulsed Operation of Ho3+: YAG Laser Porro Resonators
GB2293266A (en) Folded cavity laser with improved temperature stability
JPH0990450A (ja) 光発振器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee