JP3094557B2 - Qスイッチレーザ - Google Patents
QスイッチレーザInfo
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- JP3094557B2 JP3094557B2 JP03265256A JP26525691A JP3094557B2 JP 3094557 B2 JP3094557 B2 JP 3094557B2 JP 03265256 A JP03265256 A JP 03265256A JP 26525691 A JP26525691 A JP 26525691A JP 3094557 B2 JP3094557 B2 JP 3094557B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音響光学媒体の光入出
射端面の少なくとも片面をブリュースター角となるよう
に研磨した音響光学Qスイッチを用いたQスイッチレー
ザに関する。
射端面の少なくとも片面をブリュースター角となるよう
に研磨した音響光学Qスイッチを用いたQスイッチレー
ザに関する。
【0002】
【従来の技術】レーザ光をパルス化する方法の一つとし
て、レーザ共振器内にQスイッチを配置し、あらかじめ
Qを下げておいた状態でレーザ媒質を励起し、反転分布
密度が十分大きくなった状態で、Qを急に大きくするこ
とにより、短時間でパルス幅の狭いピーク出力の大きな
レーザ出力(ジャイアントパルス)を得る技術が知られ
ている。
て、レーザ共振器内にQスイッチを配置し、あらかじめ
Qを下げておいた状態でレーザ媒質を励起し、反転分布
密度が十分大きくなった状態で、Qを急に大きくするこ
とにより、短時間でパルス幅の狭いピーク出力の大きな
レーザ出力(ジャイアントパルス)を得る技術が知られ
ている。
【0003】このようなQスイッチとして、音響光学Q
スイッチが用いられている。音響光学Qスイッチは、例
えばPbMoO4 などからなる音響光学媒体と、例えば
LiNbO3 などの圧電体の両面に電極を設けたトラン
スデューサとで構成され、トランスデューサに交流電圧
を印加することにより超音波を発生させ、この超音波を
音響光学媒体中に伝搬させ、音響光学媒体を透過するレ
ーザ光を回折させることにより、スイッチング作用をな
すものである。
スイッチが用いられている。音響光学Qスイッチは、例
えばPbMoO4 などからなる音響光学媒体と、例えば
LiNbO3 などの圧電体の両面に電極を設けたトラン
スデューサとで構成され、トランスデューサに交流電圧
を印加することにより超音波を発生させ、この超音波を
音響光学媒体中に伝搬させ、音響光学媒体を透過するレ
ーザ光を回折させることにより、スイッチング作用をな
すものである。
【0004】このような音響光学Qスイッチの一つとし
て、音響光学媒体の光入出射端面をブリュースター角と
なるように研磨し、光入出射端面における光の反射を防
止して透過率を高めたものが知られている。
て、音響光学媒体の光入出射端面をブリュースター角と
なるように研磨し、光入出射端面における光の反射を防
止して透過率を高めたものが知られている。
【0005】また、音響光学Qスイッチにおいて、Qス
イッチの長さを決める要因は、回折効率であり、より短
い長さで回折効率を上げるため、トランスデューサの音
波発生幅を狭くすることが行われている。この場合、音
響光学媒体は、光軸合わせ等の調整がしやすいように、
トランスデューサの幅よりも十分に厚く作られている。
このため、トランスデューサは、音響光学媒体の所定の
面の中央部に添設されていた。
イッチの長さを決める要因は、回折効率であり、より短
い長さで回折効率を上げるため、トランスデューサの音
波発生幅を狭くすることが行われている。この場合、音
響光学媒体は、光軸合わせ等の調整がしやすいように、
トランスデューサの幅よりも十分に厚く作られている。
このため、トランスデューサは、音響光学媒体の所定の
面の中央部に添設されていた。
【0006】図3は、上記のような音響光学Qスイッチ
を用いた従来のQスイッチレーザの一例を示している。
を用いた従来のQスイッチレーザの一例を示している。
【0007】図3において、1は、例えばYAGなどの
固体レーザロッドであり、図示しない励起光源によって
励起されレーザ光を発生する。レーザロッド1の後端面
には、発生したレーザ光をほとんど反射する光学膜を形
成してなる反射ミラー2が設けられている。レーザロッ
ド1の前端面3は、ブリュースター角となるように研磨
され、レーザ光の反射による損失を低減している。
固体レーザロッドであり、図示しない励起光源によって
励起されレーザ光を発生する。レーザロッド1の後端面
には、発生したレーザ光をほとんど反射する光学膜を形
成してなる反射ミラー2が設けられている。レーザロッ
ド1の前端面3は、ブリュースター角となるように研磨
され、レーザ光の反射による損失を低減している。
【0008】レーザロッド1の前端面3に近接して、音
響光学Qスイッチ4が配置されている。音響光学Qスイ
ッチ4は、音響光学媒体5と、その所定の面に添設され
たトランスデューサ6とで構成されている。音響光学媒
体5は、その光入出射端面をブリュースター角となるよ
うに研磨されている。
響光学Qスイッチ4が配置されている。音響光学Qスイ
ッチ4は、音響光学媒体5と、その所定の面に添設され
たトランスデューサ6とで構成されている。音響光学媒
体5は、その光入出射端面をブリュースター角となるよ
うに研磨されている。
【0009】また、レーザロッド1との間に上記音響光
学Qスイッチ4を挟むように、平行平面基板、平凹基板
又は平凸基板にレーザ光を部分透過する光学膜を形成し
てなる出力ミラー7が配置されている。なお、図中一点
鎖線aは、レーザ光の光軸であり、それぞれのブリュー
スター面において図示の如く屈折する。出力ミラー7
は、この光軸aに対して垂直となるように、音響光学Q
スイッチ4の音響光学媒体5の一端に近接して配置され
ている。
学Qスイッチ4を挟むように、平行平面基板、平凹基板
又は平凸基板にレーザ光を部分透過する光学膜を形成し
てなる出力ミラー7が配置されている。なお、図中一点
鎖線aは、レーザ光の光軸であり、それぞれのブリュー
スター面において図示の如く屈折する。出力ミラー7
は、この光軸aに対して垂直となるように、音響光学Q
スイッチ4の音響光学媒体5の一端に近接して配置され
ている。
【0010】レーザロッド1の後端面に設けられた反射
ミラー2と、出力ミラー7とで共振器が構成され、音響
光学QスイッチをON、OFF動作させることにより、
ピーク出力の大きなレーザパルスを得ることができる。
ミラー2と、出力ミラー7とで共振器が構成され、音響
光学QスイッチをON、OFF動作させることにより、
ピーク出力の大きなレーザパルスを得ることができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】Qスイッチレーザの特
徴は、高い出力とパルス幅の狭さであり、より狭いレー
ザパルス幅を得るためには、反射ミラー2と出力ミラー
7の距離、すなわちレーザ共振器長を短くすることが必
要である。パルス幅は、他の条件が一定のとき、共振器
長にほぼ比例するからである。
徴は、高い出力とパルス幅の狭さであり、より狭いレー
ザパルス幅を得るためには、反射ミラー2と出力ミラー
7の距離、すなわちレーザ共振器長を短くすることが必
要である。パルス幅は、他の条件が一定のとき、共振器
長にほぼ比例するからである。
【0012】しかしながら、図3に示した従来のQスイ
ッチレーザでは、音響光学Qスイッチ4の音響光学媒体
5の光入出射端面がブリュースター角となるように研磨
されており、しかもトランスデューサ6が音響光学媒体
5の所定の面の中央部に添設されているので、音響光学
媒体5の光入出射点8と出力ミラー7の光入出射点9と
の間に不要なギャップL1 が生じてしまい、このことが
共振器長を短くする妨げとなっていた。
ッチレーザでは、音響光学Qスイッチ4の音響光学媒体
5の光入出射端面がブリュースター角となるように研磨
されており、しかもトランスデューサ6が音響光学媒体
5の所定の面の中央部に添設されているので、音響光学
媒体5の光入出射点8と出力ミラー7の光入出射点9と
の間に不要なギャップL1 が生じてしまい、このことが
共振器長を短くする妨げとなっていた。
【0013】したがって、本発明の目的は、音響光学媒
体をブリュースター角となるように研磨した音響光学Q
スイッチを用いたQスイッチレーザにおいて、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くできるようにすることにあ
る。
体をブリュースター角となるように研磨した音響光学Q
スイッチを用いたQスイッチレーザにおいて、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くできるようにすることにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のQスイッチレーザは、共振器を構成する反
射ミラーと出力ミラーとの間に、レーザ媒質と、音響光
学Qスイッチとを配置してなるQスイッチレーザにおい
て、前記レーザ媒質は、前記音響光学Qスイッチ側にブ
リュースター角となるように研磨された端面を有し、前
記音響光学Qスイッチは、光入出射端面がブリュースタ
ー角となるように研磨された音響光学媒体と、超音波発
生用圧電体の両面に電極を形成し前記音響光学媒体に添
設したトランスデューサとを備え、前記トランスデュー
サは、前記音響光学媒体の幅より狭い幅を有する形状を
なし、前記音響光学媒体の所定の面の中心より片側にず
らした位置であって、前記音響光学媒体の光入出射端面
の前記出力ミラーに近接したエッジに近づいた位置に添
設されていることを特徴とする。
め、本発明のQスイッチレーザは、共振器を構成する反
射ミラーと出力ミラーとの間に、レーザ媒質と、音響光
学Qスイッチとを配置してなるQスイッチレーザにおい
て、前記レーザ媒質は、前記音響光学Qスイッチ側にブ
リュースター角となるように研磨された端面を有し、前
記音響光学Qスイッチは、光入出射端面がブリュースタ
ー角となるように研磨された音響光学媒体と、超音波発
生用圧電体の両面に電極を形成し前記音響光学媒体に添
設したトランスデューサとを備え、前記トランスデュー
サは、前記音響光学媒体の幅より狭い幅を有する形状を
なし、前記音響光学媒体の所定の面の中心より片側にず
らした位置であって、前記音響光学媒体の光入出射端面
の前記出力ミラーに近接したエッジに近づいた位置に添
設されていることを特徴とする。
【0015】
【0016】
【作用】本発明の音響光学Qスイッチは、トランスデュ
ーサの幅を音響光学媒体の幅より狭くし、音響光学媒体
の所定の面の中心より片側にずらした位置に添設してあ
る。この音響光学Qスイッチを用いてQスイッチレーザ
を構成すると、レーザ光の光軸は、音響光学媒体の片側
に寄り、音響光学媒体の光入出射端面においては、エッ
ジに近づいた部分となる。
ーサの幅を音響光学媒体の幅より狭くし、音響光学媒体
の所定の面の中心より片側にずらした位置に添設してあ
る。この音響光学Qスイッチを用いてQスイッチレーザ
を構成すると、レーザ光の光軸は、音響光学媒体の片側
に寄り、音響光学媒体の光入出射端面においては、エッ
ジに近づいた部分となる。
【0017】図1に示すように、音響光学Qスイッチ1
4の音響光学媒体5の光入出射端面をブリュースター角
となるように研磨した場合、出力ミラー7は、音響光学
媒体5のエッジ5cに近接して配置されるが、上記のよ
うに光軸aがエッジ5cに近づくので、不要なギャップ
L2 を短くすることができる。この結果、反射ミラー2
と出力ミラー7との間の共振器長を短くしてパルス幅を
狭くすることができる。
4の音響光学媒体5の光入出射端面をブリュースター角
となるように研磨した場合、出力ミラー7は、音響光学
媒体5のエッジ5cに近接して配置されるが、上記のよ
うに光軸aがエッジ5cに近づくので、不要なギャップ
L2 を短くすることができる。この結果、反射ミラー2
と出力ミラー7との間の共振器長を短くしてパルス幅を
狭くすることができる。
【0018】
【実施例】以下、図1、2を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図3に示した従来のQスイッチレーザ
と実質的に同一部分には、同符号を付して説明する。
説明する。なお、図3に示した従来のQスイッチレーザ
と実質的に同一部分には、同符号を付して説明する。
【0019】図2には、本発明の音響光学Qスイッチの
一実施例が示されている。この音響光学Qスイッチ14
は、音響光学媒体5に、トランスデューサ6を貼り付け
て構成されている。
一実施例が示されている。この音響光学Qスイッチ14
は、音響光学媒体5に、トランスデューサ6を貼り付け
て構成されている。
【0020】音響光学媒体5は、例えばPbMoO4 、
TeO2 、Ge 、LiNbO3 、GaPなどの結晶材料
や、カルコゲナイド系、Teガラスなどのガラスで形成
されている。また、音響光学媒体5の光入出射端面5
a、5bは、ブリュースター角となるように研磨されて
いる。5cは音響光学媒体5のエッジである。図1に示
されるように、トランスデューサ6の設置面が略平行四
辺形となるように研磨されている。
TeO2 、Ge 、LiNbO3 、GaPなどの結晶材料
や、カルコゲナイド系、Teガラスなどのガラスで形成
されている。また、音響光学媒体5の光入出射端面5
a、5bは、ブリュースター角となるように研磨されて
いる。5cは音響光学媒体5のエッジである。図1に示
されるように、トランスデューサ6の設置面が略平行四
辺形となるように研磨されている。
【0021】一方、トランスデューサ6は、例えばLi
NbO3 、ZnOなどの圧電体15の両面に、電極1
6、17を形成して構成されている。トランスデューサ
6は、回折効率を高めるため、音響光学媒体5よりも幅
を狭くされている。そして、トランスデューサ6は、音
響光学媒体5の所定の面の一方の側辺に沿って貼り付け
られている。トランスデューサ6の幅は光軸に垂直な方
向の長さであり、また光軸はトランスデューサ6に対向
した音響光学媒体5の内部を通過する。
NbO3 、ZnOなどの圧電体15の両面に、電極1
6、17を形成して構成されている。トランスデューサ
6は、回折効率を高めるため、音響光学媒体5よりも幅
を狭くされている。そして、トランスデューサ6は、音
響光学媒体5の所定の面の一方の側辺に沿って貼り付け
られている。トランスデューサ6の幅は光軸に垂直な方
向の長さであり、また光軸はトランスデューサ6に対向
した音響光学媒体5の内部を通過する。
【0022】図1には、上記音響光学Qスイッチ14を
利用した本発明のQスイッチレーザの一実施例が示され
ている。このQスイッチレーザは、レーザロッド1と、
音響光学Qスイッチ14と、出力ミラー7とで構成され
ている。
利用した本発明のQスイッチレーザの一実施例が示され
ている。このQスイッチレーザは、レーザロッド1と、
音響光学Qスイッチ14と、出力ミラー7とで構成され
ている。
【0023】レーザ媒質としてのレーザロッド1は、例
えばYAGなどの固体レーザロッドで構成されている
が、その他、He−Neレーザなどの気体レーザや、半
導体レーザなどを用いることもできる。レーザロッド1
の後端面は、レーザ光を全反射する反射ミラー2をな
し、レーザロッド1の前端面3は、ブリュースター角に
研磨されている。なお、反射ミラー2は、レーザロッド
1と別体のミラーとして設けてもよい。
えばYAGなどの固体レーザロッドで構成されている
が、その他、He−Neレーザなどの気体レーザや、半
導体レーザなどを用いることもできる。レーザロッド1
の後端面は、レーザ光を全反射する反射ミラー2をな
し、レーザロッド1の前端面3は、ブリュースター角に
研磨されている。なお、反射ミラー2は、レーザロッド
1と別体のミラーとして設けてもよい。
【0024】音響光学Qスイッチ14は、レーザ光の光
軸aが、音響光学媒体5のトランスデューサ6と重なる
部分の中心を通るように、かつ、レーザロッド1に対し
てはブリュースター角をなす面どうしを近接させるよう
に配置されている。出力ミラー7は、レーザ光を一部透
過する光学膜を有するミラーであり、レーザ光の光軸に
対して垂直に、かつ、音響光学Qスイッチ14のエッジ
に近接して配置されている。
軸aが、音響光学媒体5のトランスデューサ6と重なる
部分の中心を通るように、かつ、レーザロッド1に対し
てはブリュースター角をなす面どうしを近接させるよう
に配置されている。出力ミラー7は、レーザ光を一部透
過する光学膜を有するミラーであり、レーザ光の光軸に
対して垂直に、かつ、音響光学Qスイッチ14のエッジ
に近接して配置されている。
【0025】上記の構成において、図示しない励起光源
から励起光をレーザロッド1に照射すると、レーザロッ
ド1内でレーザ光が発生し、このレーザ光は、共振器を
構成する反射ミラー2と出力ミラー7との間で往復反射
し、共振して増幅される。このとき、音響光学Qスイッ
チ14の回折作用で、共振器の損失を大きくしたり小さ
くしたりすると、損失が大きいときには、反転分布の量
(反転分布密度)は増大するが、レーザ発振を起こすま
でに至らない。その状態で、急激に損失を小さくする
と、パルス幅が狭く、莫大なピーク出力をもつパルス
(ジャイアントパルス)が出力ミラー7から出力され
る。
から励起光をレーザロッド1に照射すると、レーザロッ
ド1内でレーザ光が発生し、このレーザ光は、共振器を
構成する反射ミラー2と出力ミラー7との間で往復反射
し、共振して増幅される。このとき、音響光学Qスイッ
チ14の回折作用で、共振器の損失を大きくしたり小さ
くしたりすると、損失が大きいときには、反転分布の量
(反転分布密度)は増大するが、レーザ発振を起こすま
でに至らない。その状態で、急激に損失を小さくする
と、パルス幅が狭く、莫大なピーク出力をもつパルス
(ジャイアントパルス)が出力ミラー7から出力され
る。
【0026】そして、このQスイッチレーザは、出力ミ
ラー7を音響光学Qスイッチ14のエッジに近接して配
置させたとき、音響光学Qスイッチ14のエッジに近接
した位置に光軸aが設定されているので、音響光学Qス
イッチ14の出力ミラー側の光入出射端面5bと出力ミ
ラー7との間の不要なギャップL2 を小さくできる。こ
のため、反射ミラー2と出力ミラー7との間の共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
ラー7を音響光学Qスイッチ14のエッジに近接して配
置させたとき、音響光学Qスイッチ14のエッジに近接
した位置に光軸aが設定されているので、音響光学Qス
イッチ14の出力ミラー側の光入出射端面5bと出力ミ
ラー7との間の不要なギャップL2 を小さくできる。こ
のため、反射ミラー2と出力ミラー7との間の共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
音響光学媒体の光入出射端面の少なくとも片面をブリュ
ースター角となるように研磨した音響光学Qスイッチに
おいて、音響光学媒体の所定の面の中心より片側にずら
した位置にトランスデューサを添設したことにより、こ
れを用いてQスイッチレーザを構成したとき、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
音響光学媒体の光入出射端面の少なくとも片面をブリュ
ースター角となるように研磨した音響光学Qスイッチに
おいて、音響光学媒体の所定の面の中心より片側にずら
した位置にトランスデューサを添設したことにより、こ
れを用いてQスイッチレーザを構成したとき、共振器長
を短くしてパルス幅を狭くすることができる。
【図1】本発明のQスイッチレーザの一実施例を示す概
略構成図である。
略構成図である。
【図2】本発明の音響光学Qスイッチの一実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図3】従来のQスイッチレーザの一例を示す概略構成
図である。
図である。
1 レーザロッド 2 反射ミラー 5 音響光学媒体 6 トランスデューサ 7 出力ミラー 14 音響光学Qスイッチ 15 圧電体 16、17 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−7046(JP,A) 特開 昭52−12851(JP,A) 特開 平3−139894(JP,A) 特開 昭64−61080(JP,A) 特開 平2−146786(JP,A) 特開 昭61−188520(JP,A) 特開 平1−131528(JP,A) 実開 昭62−104228(JP,U) 実開 昭50−108381(JP,U) 実開 昭56−60921(JP,U) 実開 昭62−181925(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 3/117 G02F 1/11 G02F 1/33
Claims (1)
- 【請求項1】 共振器を構成する反射ミラーと出力ミラ
ーとの間に、レーザ媒質と、音響光学Qスイッチとを配
置してなるQスイッチレーザにおいて、 前記レーザ媒質は、前記音響光学Qスイッチ側にブリュ
ースター角となるように研磨された端面を有し、 前記音響光学Qスイッチは、 光入出射端面がブリュース
ター角となるように研磨された音響光学媒体と、超音波
発生用圧電体の両面に電極を形成し前記音響光学媒体に
添設したトランスデューサとを備え、 前記トランスデューサは、前記音響光学媒体の幅より狭
い幅を有する形状をなし、前記音響光学媒体の所定の面
の中心より片側にずらした位置であって、前記音響光学
媒体の光入出射端面の前記出力ミラーに近接したエッジ
に近づいた位置に添設されていることを特徴とするQス
イッチレーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03265256A JP3094557B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Qスイッチレーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03265256A JP3094557B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Qスイッチレーザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0575197A JPH0575197A (ja) | 1993-03-26 |
JP3094557B2 true JP3094557B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=17414705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03265256A Expired - Fee Related JP3094557B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | Qスイッチレーザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3094557B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013094238A1 (ja) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | 株式会社島津製作所 | 容器設置機構及びオートサンプラ |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP03265256A patent/JP3094557B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0575197A (ja) | 1993-03-26 |
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