JP2010045147A - モード同期レーザ装置、パルスレーザ光源装置、及び顕微鏡装置 - Google Patents

モード同期レーザ装置、パルスレーザ光源装置、及び顕微鏡装置 Download PDF

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Abstract

【課題】簡単かつ小型な構成でパルス光の繰り返し周波数を容易に調整することができるモード同期レーザ装置、パルスレーザ光源装置、及び顕微鏡装置を得る。
【解決手段】モード同期レーザ装置10は、励起光学系12、SESAM14、固体レーザ媒質16、ダイクロイックミラー18、共振器ミラー20、ペルチェ素子22、及びペルチェ駆動部24を含んで構成されている。SESAM14、固体レーザ媒質16、共振器ミラー20、及びダイクロイックミラー18が取り付けられたダイクロイックミラーホルダー32は、同一の共振器ホルダー34により固定されている。共振器ホルダー34は、ペルチェ駆動部24により駆動されるペルチェ素子22によって温度調整され、これにより共振器長が変化し、共振器から出射されるパルス光の繰り返し周波数が変化する。
【選択図】図1

Description

本発明はモード同期レーザ装置、パルスレーザ光源装置、及び顕微鏡装置に係り、共振器長を調整可能なモード同期レーザ装置、パルスレーザ光源装置、及び顕微鏡装置に関する。
近年、光通信あるいは光情報処理をはじめとする多数の産業・学問分野で、ピコ秒からフェムト秒領域の超高速光信号の適用が隆盛してきており、かかる超高速光信号を発生する装置についての需要が増してきた。このような超高速光信号の最も基本的な形態は、非常に時間幅の短い光パルスであり、一旦、このような超短光パルスが得られれば、派生的に他の信号波形に変換できることが知られている。
現在、超短光パルスを発生する方法のうち、最も時間幅の短い光パルスを最も高い繰返し周波数で、しかも安定して発生させることができるのは、レーザ光源自体の持つ光非線形効果に起因するパルス発生動作による方法である。この種のパルス発生動作は、総称的に受動モード同期、あるいは自己モード同期と呼ばれている。これに相対する方法として、外部から変調信号をレーザ光源に印加して行うパルス発生動作があり、能動モード同期、あるいは強制モード同期と呼ばれる。
何れのパルス発生動作においても、光パルスの繰返し周波数は、レーザ共振器の周回時間の逆数となる。レーザ共振器の周回時間はレーザ共振器長によって決まるが、レーザ共振器長は、温度変化によるドリフト、あるいは振動による揺らぎによって変化する。
このため、レーザ共振器長が周囲温度によって変化するのを防ぐ技術が提案されている(例えば特許文献1、2参照)。
また、光パルスレーザ光源装置から発せられた超短光パルスを応用する際、光パルスの繰返し周波数の揺動が望ましくない場合が多い。例えば、光パルスを用いた計測システムを構築する際、得られる時間分解能はパルスの同期精度に依存するので、繰返し周波数の揺動によるジッターがあると、時間分解能が損なわれることとなる。このような場合、時間幅の短さが無意味と化してしまう。このため、従来から、受動モード同期レーザ装置の共振器長を制御することにより、発生される光パルスの繰返し周波数を安定化することが行われてきた。
従来の共振器長を制御する方法として、共振器を構成する一方のミラーをモータ駆動の可動ステージに固定すると共に他方のミラーをピエゾ素子に固定し、一方のミラーをモータ駆動することにより共振器長の粗調整を行い、他方のミラーをピエゾ素子により駆動することにより微調整を行うことで共振器長を調整し、繰り返し周波数を調整するものがある(非特許文献1参照)。
特許第3378103号公報 特許第3450073号公報 "Proceeding of EPAC 2006",Edinburgh,Scotland THPCH158 p.3164
しかしながら、可動ステージやピエゾ素子を用いて周波数制御を行う場合、装置の構造が複雑になると共に、可動ステージやピエゾ素子の駆動ドライバも高価なため、装置のコストが高くなる、という問題があった。
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、簡単かつ小型な構成でパルス光の繰り返し周波数を容易に調整することができるモード同期レーザ装置、パルスレーザ光源装置、及び顕微鏡装置を得ることが目的である。
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係るモード同期レーザ装置は、一対の共振器ミラーを有する共振器と、前記共振器内に配置され、励起光が入射されることにより発振光を出力する固体レーザ媒質と、前記励起光を前記固体レーザ媒質に入射させる励起手段と、前記共振器内に配置され、モード同期を誘起するためのモード同期素子と、前記共振器から所定周波数の発振光が出射されるように、前記一対の共振器ミラーの温度を調整する温度調整手段と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、温度調整手段により一対の共振器ミラーの温度を調整することで共振器長を変化させることで、共振器から出射されるパルス光の繰り返し周波数を調整する。これにより、簡単かつ小型な構成でパルス光の繰り返し周波数を容易に調整することができることができる。
なお、請求項2に記載したように、前記一対の共振器ミラーは、同一の保持部材に保持され、前記温度調整手段は、前記保持部材の温度を調整するようにしてもよい。
また、請求項3に記載したように、前記モード同期素子が、前記一対の共振器ミラーの一方の共振器ミラーと兼用された半導体可飽和吸収ミラーデバイスである構成としてもよい。
また、請求項4に記載したように、前記共振器内に、前記共振器内の群速度分散を制御する群速度分散補償手段を備え、前記共振器は、ソリトンモード同期を誘起する構成としてもよい。
また、請求項5に記載したように、前記モード同期素子が、前記固体レーザ媒質と兼用された光カー効果を誘起する媒質から成り、前記共振器は、カーレンズモード同期を誘起する構成としてもよい。
また、請求項6に記載したように、前記共振器から出射されたパルス光の繰り返し周波数を検出する繰り返し周波数検出手段をさらに備え、前記温度調整手段は、前記検出手段により検出された繰り返し周波数と、前記所定周波数との差が最小となるように、前記一対の共振器ミラーの温度を調整する構成としてもよい。
請求項7記載の発明のパルスレーザ光源装置は、前記請求項1〜6の何れか1項に記載の複数のモード同期レーザ装置と、前記複数のモード同期レーザ装置から出射されたパルス光を各々検出する複数の検出手段と、を備え、前記複数のモード同期レーザ装置のうち少なくとも一つのモード同期レーザ装置の前記温度調整手段が、前記複数の検出手段で検出された複数のパルス光のパルス間隔の差が最小となるように、前記一対の共振器ミラーの温度を調整することを特徴とする。
この発明によれば、請求項1〜6の何れか1項に記載のモード同期レーザ装置を用いるので、繰返し周波数が可変で安定且つ小型、低コストのパルスレーザ光源装置が実現できる。
請求項8記載の顕微鏡装置は、前記請求項7記載のパルスレーザ光源装置と、前記パルスレーザ光源装置から出射された複数のパルス光を同期させて試料に照射させる光学系と、前記試料からの蛍光を検出する蛍光検出手段と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、請求項7記載のパルスレーザ光源装置を用いるので、コヒーレントアンチストークスラマン散乱を用いた顕微鏡装置を小型化することができる。
以上説明したように本発明によれば、簡単かつ小型、低コストな構成でパルス光の繰り返し周波数を容易に調整することができる、という優れた効果を有する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態について説明する。
図1(A)には、モード同期レーザ装置10の概略平面図、同図(B)には、概略側面図を示した。同図(A)、(B)に示すように、モード同期レーザ装置10は、励起光学系12、SESAM14、固体レーザ媒質16、ダイクロイックミラー18、共振器ミラー20、ペルチェ素子22、及びペルチェ駆動部24を含んで構成されている。
図1(A)に示すように、励起光学系12は、励起用光源としての半導体レーザ26及びセルフォックレンズ28を含んで構成されており、例えば銅から成る部材により構成された励起光学系ホルダー30上に例えば接着により固定されている。
SESAM14、固体レーザ媒質16、共振器ミラー20、及びダイクロイックミラー18が取り付けられたダイクロイックミラーホルダー32は、共振器ホルダー34に例えば接着により固定されている。なお、励起光学系12は、図(B)では図示を省略している。
共振器ホルダー34は、図1(B)に示すように、略U時型とされており、パルス光Lを通過させるための孔38A、38Bが形成されている。
また、共振器ホルダー34は、例えば図1(B)において左右方向における全長が略30mmとされている。
励起光学系ホルダー30及び共振器ホルダー34は、図1(B)に示す銅板36上に固定されている。
SESAM14は、半導体可飽和吸収ミラーデバイスであり、例えば、波長1064nmの光に対して変調深さ(ΔR)が0.4%、不飽和損失(Rns)が0.2%、飽和フルーエンスが70μJ/cmのBATOP社製でのものを用いることができる。
このSESAM14と共振器ミラー20とにより共振器が構成されている。すなわち、SESAM14は、共振器を構成する一対の共振器ミラーの一方の共振器ミラーと兼用されている。
固体レーザ媒質16は、例えばNd:YVO4から成る媒質であり、その厚みが1mm、Nd濃度2%のものを用いることができる。また、固体レーザ媒質16の両端面には、波長808±5nmの光に対して透過率が95%以上、波長1064±10nmの光に対して透過率が99.9%以上の反射防止コーティングが施されている。
また、固体レーザ媒質16は、内部での発振ビーム径が小さくなるように、SESAM14の端面から1mm程度の近接位置になるように、共振器ホルダー34に固定されている。
ダイクロイックミラー18は、励起光学系12からの励起光を固体レーザ媒質16の方へ折り返すものであり、一方の端面には波長808±5nmのレーザ光に対して95%以上の反射率、波長1064±10nmの光に対して99.9%以上の透過率を有するダイクロイックコーティングが施されており、他方の端面にはコーティングは施されていない。
ダイクロイックミラーホルダー32に固定されたダイクロイックミラー18は、共振器光軸に対してブリュースタ角になるように共振器内、すなわちSESAM14と共振器ミラー20との間に配置されている。
共振器ミラー20は、例えば曲率半径30mmの凹面ミラーであり、例えばSESAM14の端面から略30mmの位置に配置されるように共振器ホルダー34に固定されている。共振器ミラー20の凹面側には、波長1064±5nmの光に対して透過率が99.8%の高反射コーティングが施されている。
励起光学系12の半導体レーザ26は、例えば波長808nm、発光幅50μm、最大出力1.5Wの例えばAxcel社製のものを用いることができる。
また、励起光学系12のセルフォックレンズ28は、例えば長さ5.4mm、φ1.8mmのものを用いることができ、両端面に波長808nmの光に対する反射防止コーティングが施されている。
SESAM14、固体レーザ媒質16、共振器ミラー20、及びダイクロイックミラーホルダー32が固定された共振器ホルダー34と励起光学系ホルダー30とが固定された銅板36には、ペルチェ素子22が取り付けられている。
共振器ホルダー34及び励起光学系ホルダー30は、ペルチェ素子22により温度調整される。ペルチェ素子22は、ペルチェ駆動部24により駆動される。
このように、共振器ホルダー34を温度調整可能なため、共振器長を変化させることができ、共振器から出射されるパルス光Lの繰り返し周波数を調整することができる。また、励起光学系ホルダー30を温度調整可能なため、半導体レーザ26を、安定的に発振可能な温度に調整することができる。
また、一つの共振器ホルダー34にSESAM14、固体レーザ媒質16、共振器ミラー20、及びダイクロイックミラーホルダー32が固定された構成としているので、各部品用のホルダーを各々用意する必要がなく、簡単かつ小型な構成とすることができ、装置を低コストで作製することができる。
本発明者は、上記構成のモード同期レーザ装置10により、繰返し周波数が4.7873GHz、平均出力70mW、パルス幅6ps、波長1064nmの超短パルス光を得ることができることを確認した。すなわち、本実施形態に係るモード同期レーザ装置10が、ピコ秒パルスレーザとして機能することを確認した。
さらに、図2に示すように、ペルチェ駆動部24により共振器ホルダー34の温度を22°C〜32°Cまで変化させることにより、繰返し周波数を約4.7877GHz〜4.787GHzまで変調することができることを確認した。
従って、共振器ホルダー34が、所望の繰り返し周波数に対応した温度となるように、ペルチェ駆動部24によりペルチェ素子22を駆動することにより、繰り返し周波数を容易に調整することができる。
なお、共振器ホルダー34にサーミスタ等の温度センサを取り付け、この温度センサで検出された温度が所望の繰り返し周波数に対応した温度となるようにペルチェ素子22を駆動することが好ましい。
なお、本実施形態では、同一の共振器ホルダー34上に各光学素子が固定された構成について説明したが、これに限らず、複数のホルダー上に各光学素子が取り付けられた構成としてもよい。例えば、図3に示すように、共振器ホルダー34が、SESAM14、固体レーザ媒質16、及びダイクロイックミラーホルダー32を固定する第1の共振器ホルダー34Aと、共振器ミラー20を固定する第2の共振器ホルダー34Bと、で構成されてもよい。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図4には、本発明の第2実施形態に係るモード同期レーザ装置10Aの概略構成を示した。モード同期レーザ装置10Aは、モード同期レーザ装置10と略同一構成であり、一部の光学素子の特性が異なるだけであるので、特性の異なる光学部品については異なる符号を付して説明し、その他の光学素子の説明については同一符号を付して説明を省略する。
SESAM14Aは、例えば、波長1045nmの光に対して変調深さ(ΔR)が0.5%、不飽和損失(Rns)が0.2%、飽和フルーエンスが70μJ/cmのBATOP社製のものを用いることができる。
固体レーザ媒質16Aは、例えばYb:KYWから成る媒質であり、その厚みは1.5mm、Yb濃度5%のものを用いることができる。また、固体レーザ媒質16Aの両端面には、波長980±5nmの光に対して透過率が95%以上、波長1045±10nmの光に対して99.9%以上の反射防止コーティングが施されている。
固体レーザ媒質16Aは、内部での発振ビーム径が小さくなるように、SESAM14Aの端面から1mm程度の近接位置になるように、共振器ホルダー34に固定されている。
ダイクロイックミラー18Aは、励起光学系12Aからの励起光を固体レーザ媒質16Aの方へ折返すものであり、一方の端面には波長980±5nmの光に対して95%以上の反射率、波長1045±10nmの光に対して99.9%以上の透過率を有するダイクロイックコーティングが施されており、他方の端面にはコーティングが施されていない。
半導体レーザ26Aは、例えば波長980nm、発光幅50μm、最大出力2.5Wの例えばオプトエナジー社製のものを用いることができる。
セルフォックレンズ28Aは、長さ5.4mm、φ1.8mmであり、両端面に波長980nmの光に対する反射防止コーティングが施されている。
共振器ミラー20Aは、曲率半径50mmの凹面ミラーであり、SESAM14Aの端面から略50mmの位置に配置されるように共振器ホルダー34に固定されている。共振器ミラー20の凹面側には、波長1045±5nmの光に対して透過率が1.8%であり、群速度分散が−800fsである部分透過負分散コーティングが施されている。
この特殊なコーティングが施された共振器ミラー20Aを用いることにより、共振器はソリトンモード同期と呼ばれる特殊なモード同期形態を誘起し、共振器長50mmのコンパクトかつパルス幅数百fsの超短パルスを出力可能な小型フェムト秒レーザが得られる。
本発明者は、上記構成のモード同期レーザ装置10Aにより、繰返し周波数が2.85GHz、平均出力700mW、パルス幅220fs、波長1045nmの超短パルス光を得ることができることを確認した。
さらに、図5に示すように、ペルチェ駆動部24により共振器ホルダー34の温度を21°C〜34°Cまで変化させることにより、繰返し周波数を約2.8534GHz〜2.8529GHzまで変調することができることを確認した。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図6(A)に本発明の第3実施形態に係るモード同期レーザ装置40の概略平面図を、同図(B)に概略側面図を示した。
図6(A)に示すように、モード同期レーザ装置40は、励起光源42、λ/2板44、ミラー46、レンズ48、固体レーザ媒質50、リトロプリズム52、ペルチェ素子22、及びペルチェ駆動部24を含んで構成されている。
励起光源42は、例えばNd:YVO4レーザ(例えばMillennia IR、スペクトラフィジックス社製)を用いることができる。
励起光源42から出射されたレーザ光は、λ/2板44により偏向され、ミラー46によりレンズ48の方向へ折り返される。そして、レンズ48により集光されたレーザ光は、固体レーザ媒質50及びリトロプリズム52が固定された共振器ホルダー54に設けられた孔56に入射される。
固体レーザ媒質50は、例えばCr:YAGから成る媒質であり、その長さが18.3mm、波長1064nmの光に対して吸収係数が1.4cm−であるものを用いることができる。
固体レーザ媒質50の一方の端面には、波長1525nmの光に対して99.9%以上の反射率で、波長1064nmの光に対して95%以上の透過率を有するダイクロイックコーティングが施されており、他方の端面は、曲率半径6mmの球面となっており、波長1525nmの光に対して99.9%以上の透過率を有する反射防止コーティングが施されている。
リトロプリズム52の一方の端面には、波長1525nmの光に対して99.5%の反射率を有する高反射コーティングが施されており、他方の端面には、波長1525nmの光に対して99.9%以上の透過率を有する反射防止コーティングが施されている。
また、リトロプリズム52により、共振器内部の群速度分散を制御することが可能であり、共振器内の群速度分散が−500fsとなるように、共振器光軸に対し傾けて配置されている。
このような固体レーザ媒質50及びリトロプリズム52により共振器が構成される。固体レーザ媒質50は、Cr:YAGから成る媒質であり、光カー効果を誘起する。従って、モード同期レーザ装置40は、カーレンズモード同期型のレーザ装置となる。
本発明者は、上記構成のモード同期レーザ装置40により、繰り返し周波数が2.64GHz、平均出力150mW、パルス幅150fs、波長1540nmの超短パルス光を得ることができることを確認した。
また、図7に示すように、ペルチェ駆動部24により共振器ホルダーの温度を22°C〜32°Cまで変化させることにより、繰返し周波数を約2.6001GHz〜2.5999GHzまで変調することができることを確認した。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図8には、本発明の第4実施形態に係るパルスレーザ光源装置60の概略構成を示した。
パルスレーザ光源装置60は、モード同期レーザ装置62、ビームスプリッター64、光検出部66、及び信号処理部68を含んで構成されている。
モード同期レーザ装置62は、上記第1〜第3実施形態で説明したモード同期レーザ装置10、10A、50の何れかを用いることができる。
モード同期レーザ装置62から出射されたパルス光Lの一部は、ビームスプリッター64により分岐され、光検出部66により検出される。光検出部66により検出された信号は、信号処理部68により信号処理される。この信号処理は、検出したパルス光の繰返し周波数と所望の基準周波数との偏差を求め、この偏差が最小となるような制御信号をモード同期レーザ装置62のペルチェ駆動部24に出力する処理である。
そして、ペルチェ駆動部24は、制御信号に応じた電流がモード同期レーザ装置62のペルチェ素子22に流れるようにペルチェ素子22を駆動する。これにより、モード同期レーザ装置62の共振器ホルダーの温度が変化して共振器長が変化し、パルス光Lの繰り返し周波数が所望の繰返し周波数と一致する。
このように、パルス光の繰返し周波数をモニターし、フィードバック制御することにより、繰返し周波数を安定化することができる。
本発明者は、第1実施形態で説明したモード同期レーザ装置10を用いたパルスレーザ光源装置60により、基準周波数4.7873GHzに対して±10kHz以下の精度で繰り返し周波数を安定化させることができることを確認した。
また、第2実施形態で説明したモード同期レーザ装置10Aを用いたパルスレーザ光源装置60により、基準周波数2.8531GHzに対して±50kHz以下の精度で繰り返し周波数を安定化させることができることを確認した。
さらに、第3実施形態のモード同期レーザ装置50を用いたパルスレーザ光源装置60により、基準周波数2.6GHzに対して±10kHz以下の精度で繰り返し周波数を安定化させることができることを確認した。
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図9には、本発明の第5実施形態に係るパルスレーザ光源装置70の概略構成を示した。
図9に示すように、パルスレーザ光源装置70は、2つのモード同期レーザ装置72A、72B、ビームスプリッター74A、74B、光検出部76A、76B、及び信号処理部78を含んで構成されている。
モード同期レーザ装置72Aは、例えば第3実施形態で説明したモード同期レーザ装置50を用いることができ、モード同期レーザ装置72Bは、例えば第1実施形態で説明したモード同期レーザ装置10を用いることができる。
なお、モード同期レーザ装置72Aは、繰返し中心周波数が2.8531GHzになるように共振器ホルダーの長さや共振器ミラーの曲率半径が調整されている。これらのモード同期レーザ装置72A、72Bから出射されたパルス光L1、L2の一部は、ビームスプリッター74A、74Bによって分岐され、光検出部76A、76Bにより各々検出される。
光検出部76A、76Bにより検出されたパルス光は、信号処理部78により信号処理される。信号処理部78では、検出された2つのパルス光のパルス間隔の偏差(相対ジッター)を求め、この偏差が最小となるような制御信号を、モード同期レーザ装置72Aのペルチェ駆動部24に出力する。
ペルチェ駆動部24は、例えばモード同期レーザ装置72Aのペルチェ素子22に接続され、信号処理部78が出力した制御信号に応じた電流がペルチェ素子に流れるようにペルチェ素子22を駆動し、共振器ホルダー34の温度を調整する。これにより、共振器長が変化し、温調されたモード同期レーザ装置72Aのパルス光が、もう一方のモード同期レーザ装置72Bのパルス光と同期する。
本発明者は、上記構成のパルスレーザ光源装置70により、2台のモード同期レーザ装置72A、72Bから出射されたパルス光の相対ジッターを500fs以下に抑えることができることを確認した。
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図10に本発明の第6実施形態に係る顕微鏡装置80の概略構成を示した。同図に示すように、顕微鏡装置80は、コヒーレントアンチストークスラマン散乱を用いた顕微鏡であり、第5実施形態で説明したパルスレーザ光源装置70を備えている。
パルスレーザ光源装置70から出射された同期した2つのパルス光L1、L2は、出力変調機構82A、82Bにより変調される。パルス光L1の光軸上には、リフレクタプリズム84が設けられている。リフレクタプリズム84は、2つのパルス光の光路差を補正する機能を有する。
その後、パルス光L1はミラー86によってダイクロイックミラー88の方に折り返される。パルス光L1及びパルス光L2は、ダイクロイックミラー88により同軸上とされ、ミラー90、92によってビーム拡大光学系94に導かれる。
そして、各パルス光は、ビーム拡大光学系94及びガルバノミラー96を透過し、ダイクロイックミラー98により対物レンズ100の方に折り返され、対物レンズ100を透過した光は、可動ステージ102上の試料に集光される。この試料から発せられた蛍光は、対物レンズ100、ダイクロイックミラー98を透過後、集光レンズ104によってPMT(フォトマルチプライヤー:光電子増倍管)106に集光されて検出される。
このように、パルスレーザ光源装置70を用いることにより、コヒーレントアンチストークスラマン散乱を用いた顕微鏡装置80全体のサイズの縮小化が可能となる。さらに、従来のタイミング同期パルスレーザ光源装置を用いた顕微鏡装置と比較して、大幅にコストを低下させることが可能となる。
なお、上記各実施形態では、共振器ホルダーをペルチェ素子で温度調整する場合について説明したが、温度調整手段はペルチェ素子に限られるものではない。また、共振器ミラーを固定する共振器ホルダーを温度調整するのではなく、共振器ミラーを直接温度調整するようにしてもよい。
第1実施形態に係るモード同期レーザ装置の概略構成図である。 第1実施形態に係るモード同期レーザ装置の共振器ホルダーの温度と繰り返し周波数との関係を示すグラフである。 第1実施形態に係るモード同期レーザ装置の変形例を示す概略構成図である。 第2実施形態に係るモード同期レーザ装置の概略構成図である。 第2実施形態に係るモード同期レーザ装置の共振器ホルダーの温度と繰り返し周波数との関係を示すグラフである。 第3実施形態に係るモード同期レーザ装置の概略構成図である。 第3実施形態に係るモード同期レーザ装置の共振器ホルダーの温度と繰り返し周波数との関係を示すグラフである。 第4実施形態に係るパルスレーザ光源装置の概略構成図である。 第5実施形態に係るパルスレーザ光源装置の概略構成図である。 第6実施形態に係る顕微鏡装置の概略構成図である。
符号の説明
10、10A、40 モード同期レーザ装置
12、12A 励起光学系
16、16A 固体レーザ媒質
18、18A ダイクロイックミラー
20、20A 共振器ミラー
22 ペルチェ素子
24 ペルチェ駆動部
26、26A 半導体レーザ
28、28A セルフォックレンズ
30 励起光学系ホルダー
32 ダイクロイックミラーホルダー
34、34A、34B 共振器ホルダー
50 固体レーザ媒質
52 リトロプリズム
54 共振器ホルダー
60、70 パルスレーザ光源装置
80 顕微鏡装置

Claims (8)

  1. 一対の共振器ミラーを有する共振器と、
    前記共振器内に配置され、励起光が入射されることにより発振光を出力する固体レーザ媒質と、
    前記励起光を前記固体レーザ媒質に入射させる励起手段と、
    前記共振器内に配置され、モード同期を誘起するためのモード同期素子と、
    前記共振器から所定周波数の発振光が出射されるように、前記一対の共振器ミラーの温度を調整する温度調整手段と、
    を備えたモード同期レーザ装置。
  2. 前記一対の共振器ミラーは、同一の保持部材に保持され、前記温度調整手段は、前記保持部材の温度を調整する
    請求項1記載のモード同期レーザ装置。
  3. 前記モード同期素子が、前記一対の共振器ミラーの一方の共振器ミラーと兼用された半導体可飽和吸収ミラーデバイスである
    請求項1又は請求項2記載のモード同期レーザ装置。
  4. 前記共振器内に、前記共振器内の群速度分散を制御する群速度分散補償手段を備え、前記共振器は、ソリトンモード同期を誘起する
    請求項1〜3の何れか1項に記載のモード同期レーザ装置。
  5. 前記モード同期素子が、前記固体レーザ媒質と兼用された光カー効果を誘起する媒質から成り、前記共振器は、カーレンズモード同期を誘起する
    請求項1記載のモード同期レーザ装置。
  6. 前記共振器から出射されたパルス光の繰り返し周波数を検出する繰り返し周波数検出手段をさらに備え、
    前記温度調整手段は、前記検出手段により検出された繰り返し周波数と、前記所定周波数との差が最小となるように、前記一対の共振器ミラーの温度を調整する
    モード同期レーザ装置。
  7. 前記請求項1〜6の何れか1項に記載の複数のモード同期レーザ装置と、
    前記複数のモード同期レーザ装置から出射されたパルス光を各々検出する複数の検出手段と、を備え、
    前記複数のモード同期レーザ装置のうち少なくとも一つのモード同期レーザ装置の前記温度調整手段が、前記複数の検出手段で検出された複数のパルス光のパルス間隔の差が最小となるように、前記一対の共振器ミラーの温度を調整する
    パルスレーザ光源装置。
  8. 前記請求項7記載のパルスレーザ光源装置と、
    前記パルスレーザ光源装置から出射された複数のパルス光を同期させて試料に照射させる光学系と、
    前記試料からの蛍光を検出する蛍光検出手段と、
    を備えた顕微鏡装置。
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