JP5433901B2 - 低減されたスペクトル幅を有するコンパクトなレーザー源 - Google Patents
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Description
ΔvEC=Δvdiode[Ldiode/LEC]2
−ΔvECは、空洞における単一モードの線幅であり、
−Δvdiodeは、レーザーダイオードのみによって提供される単一モードの線幅であり、
−Ldiodeは、レーザーダイオードの共振器の長さであり、
−LECは、延長された空洞の長さである。
0°の基準偏光角θ0を持ち、レーザーダイオードにより生成されたビームFdの直線偏光の100%を通過させる、偏光子を備える光学装置と、
所定の回転角θ1を介して偏光子を出るビームの偏光を回転させる偏光回転子と、
その伝送軸が回転子を出るビームの偏光角度と反対の符号及び同じ値である、角度−θ1の方向に向くように空洞内で傾いている、偏光回転子を出るビームの偏光スプリッターとを含み、
該光学装置は反射されたビーム、すなわち有効なビームの反射がレーザーダイオードLDへと戻ることを防止する。
It=cos2(2θ1)
Ir=sin2(2θ1)
により定義される。
−レーザーダイオードにより発生する、0°の基準偏光角θ0を有する直線的に偏光されたレーザービームFd用の光路を備える、延長された空洞82内に取り付けられたレーザーダイオードLD80であって、延長された空洞82が、本実施形態において2つの反射面、すなわち空洞の第1の反射面を形成する、空洞の一端に置かれたミラー92と、第2の反射面を形成する、延長された空洞82のもう一方の端部における、図1a及び1bに示すようなレーザーダイオードLDの共振器の反射板48との間で境界を定められている、レーザーダイオードLDと、
−空洞におけるレーザービームFd用の入力コリメーターレンズ84と、
−延長された空洞において共振モードを選択するためのエタロン板86と、
−レーザービームを空洞のミラー92上に集束させる、出力キャッツアイ・レンズ90と、
−本発明の主な特徴によれば、入力コリメーターレンズ84とエタロン板86(モード選択フィルター86)との間に:
−レーザーダイオードにより生成されたビームFdの、0°の偏光角θ0を有する直線偏光を100%通過させる偏光子100と、
−偏光子100を出るビームFc1の偏光を、回転角θ1にわたって、すなわちこの偏光をPfrtだけ回転させるように構成された偏光回転子102と、
−偏光回転子102を出るビームFrtを、有効なレーザービームFuを形成する反射軸rr’に沿った反射ビームR(図4a参照)と、反射軸rr’に直角な伝送軸tt’に沿った伝送ビームTへと分割する、偏光スプリッター104とを含む光学装置94と
を備える。
−一方で、傾いた偏光スプリッター104及び、反射されたビームの同じ回転θを再び生み出す回転子102を通過する、空洞のミラー92によりレーザーダイオードLDに向けて反射されて戻るビームは、空洞のミラー92とレーザーダイオードLDの反射板48との間の、ビームの往復による共振を作り出すために、レーザーダイオードLDを出るビームFdと同じ0°の偏光を有し、
−他方で、偏光スプリッター104及び偏光回転子102を通り出口SIを経由して戻って来る反射されたビームFreturn、すなわち有効なビームFuの反射は、偏光子100を出るビームFc1の偏光に直角な偏光を有する。偏光子100は、反射されたビームFreturnがレーザーダイオードLDへ戻ることを防止する。
It=cos2(2θ1)
により表され、伝送されたビームFtrの光強度Irは従って次の方程式:
Ir=sin2(2θ1)
により表されるであろう。
−レーザーダイオードを戻りのビームから分割するための光学装置94を、延長された空洞内に組み込むことによる、同じレベルのスペクトル純度のための省スペースと、
−レーザー源の小型化のための、より狭い線幅と、
−有効なレーザービームFuの出力ゲインと、
−レーザー源により供給される同じ出力に対して、より少なく負荷を受けるダイオードと、従ってより信頼性の高いレーザー源と、
−空洞を出る有効なビームが、圧電ブロックを通過する必要がないことによる、より単純な構造とを有する。
Claims (10)
- 外部空洞のレーザー源であって、
レーザーダイオードLDにより生成されるレーザービームFd用の光路を提供する、2つの反射面(92、48)の間で境界を定められる、延長された空洞(82)に取り付けられた少なくとも1つのレーザーダイオードLD(10)と、
前記空洞におけるレーザービームの多数の共振モードからある共振モードを選択するための、前記空洞の光路におけるモード選択フィルター(86)と
を備える、有効なレーザービーム(Fu)を生成する外部空洞のレーザー源において、
前記空洞(82)がその光路内で、
0°の基準偏光角θ0を持ち、レーザーダイオードにより生成されたビームFdの直線偏光の100%を通過させる、偏光子(100)を備える光学装置(94)と、
所定の回転角θ1を介して偏光子を出るビーム(Fc1)の偏光を回転させる、偏光回転子(102)と、
その伝送軸(tt’)が回転子(102)を出るビーム(Frt)の偏光角度と反対の符号及び同じ値である、角度(−θ1)の方向に向くように前記空洞内で傾いている、偏光回転子を出るビーム(Frt)の偏光スプリッター(104)と
を含み、
該光学装置が、反射されたビーム(Freturn)、すなわち有効なビーム(Fu)の反射がレーザーダイオードLDへと戻るのを防止する
ことを特徴とする、外部空洞のレーザー源。 - 偏光スプリッター(104)が、偏光回転子(102)を出るビーム(Frt)を、有効なレーザービーム(Fu)を形成するその反射軸(rr’)に沿った反射ビームと、前記空洞の2つの反射面のうちの1つ(92)により反射されて、レーザーダイオードLDへと戻るように意図された、反射軸(rr’)に直角な伝送軸(tt’)に沿って伝送されるビーム(Ftr)へと分割することを特徴とする、請求項1に記載の外部空洞のレーザー源。
- 光学装置(94)が、一方で、該光学装置(94)を通じてレーザーダイオードLDに向けて、前記空洞の2つの反射面の内の1つ(92)により反射して戻されたビームが、前記空洞における共振を作り出すため、レーザーダイオードLDから出るビームの偏光(Fd)と同じ0°の偏光を有し、他方で、偏光スプリッター(104)及び偏光回転子(102)を通じレーザー源の出口SIを経由して戻って来る反射されたビーム(Freturn)、すなわち有効なビーム(Fu)の反射が、偏光子(100)を出るビーム(Fc1)の偏光に直角な偏光を有し、偏光子(100)は反射されたビーム(Freturn)がレーザーダイオードLDへ戻ることを防止するようなやり方で構成されることを特徴とする、請求項1あるいは2に記載の外部空洞のレーザー源。
- レーザー源が、前記空洞におけるレーザービームの伝播の主軸XX’に沿って:
−レーザーダイオードにより発生する、0°の基準偏光角θ0を有する直線的に偏光されたレーザービーム(Fd)用の光路を提供する、前記空洞(82)内に取り付けられたレーザーダイオードLD(80)であって、前記空洞(82)が、2つの反射面、すなわち前記空洞の第1の反射面を形成する、前記空洞の一端に置かれたミラー(92)と、第2の反射面を形成する、前記空洞(82)のもう一方の端部における、レーザーダイオードLDの共振器の反射板(48)との間で境界を定められている、レーザーダイオードLD(80)と、
−前記空洞におけるレーザービームFd用の入力コリメーターレンズ(84)と、
−前記空洞において共振モードを選択するためのエタロン板(86)と、
−レーザービームを前記空洞のミラー(92)上に集束させる、出力キャッツアイ・レンズ(90)と、
−入力コリメーターレンズ(84)とエタロン板(86)(モード選択フィルター)との間の光学装置(94)と
を備えることを特徴とする、請求項1および3のいずれかに記載の外部空洞のレーザー源。 - 回転子(102)を出るビーム(Frt)の偏光の回転角(θ1)及び、偏光スプリッター(104)の伝送軸の角度(−θ1)が、該偏光スプリッター(104)により伝送及び反射される、伝送ビームItと反射ビームIrの要求強度に従って決定され、これらの強さが:
It=cos2(2θ1)
Ir=sin2(2θ1)
により定義されることを特徴とする、請求項1および4のいずれかに記載の外部空洞のレーザー源。 - 偏光回転子(102)を出るビーム(Frt)の偏光回転角(θ1)が+28°に選定され、偏光スプリッター(104)の伝送軸(tt’)がこの場合−28°に向けられ、反射軸(rr’)が90−θ1、すなわち+62°に向けられることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の外部空洞のレーザー源。
- 回転子(102)がファラデー回転子であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の外部空洞のレーザー源。
- モード選択フィルター(86)が干渉フィルターであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の外部空洞のレーザー源。
- 前記ミラー(92)の位置を調整するための圧電ブロック(120)を含むことを特徴とする、請求項4に記載の外部空洞のレーザー源。
- 前記ミラー(92)が、前記空洞においてレーザービームを反射することを目的とする、圧電ブロックのその1つの面を金属化することにより製作されることを特徴とする、請求項9に記載の外部空洞のレーザー源。
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